DE2856890A1

DE2856890A1 - Einrichtung in kombination mit einer anordnung einer gruppe von strahlungsdetektoren

Info

Publication number: DE2856890A1
Application number: DE19782856890
Authority: DE
Inventors: Francis Thomas Lyons
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Harvard College
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1978-12-30
Publication date: 1979-07-05
Also published as: US4181939A; GB2019693B; GB2019693A; JPS6145793B2; IT7852497A0; FR2413720A1; IT1192617B; JPS54135591A; NL7812657A; CA1107406A; AU4299978A; FR2413720B1; AU527789B2

Description

• ■ *

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf eine Einrichtung in Kombination mit einer Anordnung einer Gruppe von Strahlungsäetektoren

nach dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1. Derartige Abtastgeräte finden insbesondere in der Nuklear-Medizin Anwendung. Die vorliegende Erfindung behandelt ein Abbildungsgerät, das die Radioaktivität eines menschlichen Organes mit hoher Empfindlichkeit zu quantifizieren und räumlich festzustellen gestattet, wobei es sich bei dem Organ beispielsweise um das Gehirn eines Patienten handelt, dem eine Arznei mit radioaktivem Bestandteil eingegeben wurde.

Auf dem Gebiet der Nuklear-Medizin besitzt eine solche Abbildung eine große Bedeutung,und die entsprechenden Probleme wurden daher in der Literatur bereits abgehandelt. Es sei beispielsweise auf folgende Artikel verwiesen: "What is the Role

of Nuclear Medicine in Medical Imaging" von Edward M.Smith ScD., Maryville, Tennessee*; "Physics and Instrumentation" von Thomas F. Budinger und F. David Rollo in "Progress in Cardiovascular Diseases", Band XX, Nr. 1 Juli/August 1977, Seiten 19 - 53;. "Emission Computer Assisted Tomography with Single-Photon and·Positron Annihilation Photon Emitters" von Thomas F. Budinger, Stephen E. Derenzo, Grant T. Gulberg, William L. Greenberg und Ronald H. Huesman.** Ferner is,t in der US-PS 3.970.853 ein Abtastsystem zur Erzielung von Querschnitten des Hirnes eines mit einer radionukliden Arznei behandelten Patienten beschrieben. Dieses bekannte Abtastsystem verwendet wenig stark fokussierte Kollimatoren in einem

* South Eastern Chapter, Society of Nuclear Medicine

Continuing Education 1976. ._ ·

** . Journal of Computer.Assisted Tomography Vol. 1, No. 1, 1977

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rotierenden Bildrahmen, wobei die Strahlungsdetektoren verschoben und eng miteinander verflochten sind. Das bekannte System verwendet eine breite Empfindlichkeit ("fat pencil") , wodurch sich nicht der gewünschte optimale hohe Grad an räumlicher Auflösung und Empfindlichkeit ergibt. Andere Techniken mit schmaler Empfindlichkeit ("narrow pencil") zur Verbesserung der räumlichen Auflösung sind sogar noch mehr durch eine Tatsache beeinträchtigt, die in der Nuklearmedizin als wesentliche Forderung anzusehen ist und die in der Sammlung eines maximalen Betrags der von dein Patienten ausgehenden Strahlung besteht, wobei die Strahlung beispielsweise aus Photonen einer Garama-Strahlung besteht, die während einer kurzen Zeitdauer aufgenommen wird, während der der Patient unbeweglich ist. Andere Maßnahmen, bei denen Gamma-Kameras und Kollimatoren mit parallelen Löchern verwendet werden, um gleichzeitig viele enge Strahlungsbündel aufzuzeichnen, unterliegen den gleichen Schwierigkeiten.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Abbildungsgerät für Querschnitte zur Verwendung in der Nuklearmedizin zu schaffen, das sehr rasch die von einem Querschnitt eines menschlichen Organes ausgehende Strahlung sammelt und eine schnelle Quantifizierung mit hoher Empfindlichkeit sowie die räumliche Feststellung der Radioaktivität des menschlichen Organs im Querschnitt gestattet. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der in dem Patentanspruch gekennzeichneten Erfindung.

Anhand eines in denFiguren der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

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Figuren 1 und 1 a die allgemeine Anordnung einer speziellen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Figur 2 das Schema eines Äbbildungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung

Figuren 2 a, b und c einen Patienten in räumlicher Zuordnung zu dem Abbildungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung

Figuren 3, 3a und 3 L· eine Detektor-Anordnung mit einem stark fokussierten Kollimator für die Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung

Figur 4 die schematische Anordnung von stark fokussierten Kollimatoren gemäß der vorliegenden Erfindung sowie deren relative Bewegung

Figuren 4 a und 4 b das Schema eines Abtastmusters der stark fokussierten Kollimatoren gemäß der vorliegenden Erfindung

Figur 5 ein bevorzugtes Abtastmuster gemäß der vorliegenden Erfindung

Figuren 5 a und 5 b besonders repräsentative Teile des Abtastmusters gemäß Figur 5

Figur 6 ein im Zusammenhang mit einer mathematischen Darstellung benutztes Diagramm

Figur 7 eine schematische allgemeine Anordnung des Abbildungsgerätes der vorliegenden Erfindung

Figur 8 eine durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung erzielte Darstellung

Figuren 9 a bis 9 f und 10a bis 1Oe verschiedene Ansichten der bevorzugten Einrichtung für die Ausübung der vorliegenden Erfindung

Figur 11 ein allgemeines Schema für die Übertragung von Daten von dem Abbildungsgerät der vorliegenden Erfindung zu einem Universal-Computer

Figuren 11 a bis 11 c auf Figur 11 bezogene Takt-Diagramme

Figur 11 d ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Abtastdaten-Multiplexers gemäß Figur 11

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Figuren 11 e und 11 f verschiedene Komponenten der Figuren 11 bis 11 d

Figur 12 schematisch einen Teil der Anordnung gemäß Figur 11 d

Figur 13 das Laden des Pufferspeichers durch die Einrichtung gemäß Figur 12

Figur 14 die zu der Einrichtung gemäß Figur 11 d zugehörigen Anweisungs-Codes.

Gemäß Figur 1 ist eine Patientenliege 1 dargestellt, die mit nicht dargestellten Steuerungen zum Anheben und Absinken versehen, ist. Weiterhin dienen Steuerungen der Bewegung der Kopfstütze 3 in und aus einer öffnung 5 in einem Portalgerüst 4. Innerhalb des Portalgerüstes 4 sind in einer noch zu beschreibenden einzigartigen und neuen Weise eine Gruppe von Abtastdetektoren angeordnet, die stark fokussierte Kollimatoren aufweisen, durch die elektrische Signale erhalten werden. Die elektrischen Signale werden durch einen Universal-Computer verarbeitet, so daß eine Darstellung eines Querschnittes des Hirnes eines mit einer radioaktiven Arznei behandelten Patienten auf einer Konsole 9 ermöglicht wird. Diese Darstellung weist eine Quantifizierung und räumliche Auflösung mit hoher Empfindlichkeit auf. Die Patientenliege 1 ist in der Öffnung 5 des Portalgerüstes 4 hin und her bewegbar, um Abtastungen mehrerer Querschnitte zu bilden.

Gemäß Figur 2 ist eine Anordnung 8 von Abtastdetektoren innerhalb des Portalgerüstes 4 schematisch dargestellt. Jeder der mit I bis XII bezeichneten Detektoren in Figur 2 ist von einer Art, wie sie in den Figuren 3 und 3 a näher dargestellt ist. Jeder Detektor besitzt einen stark fokussierenden Bleikollimator 30, einen Scintillationskristall 32, eine Lichtröhre 34

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und eine Photomultiplier Röhre 36. Eine derartige Anordnung weist in geeigneter Weise die dargestellten Abmessungen auf, wobei zwölf Detektoren benutzt werden, die einen Kollimator aufweisen, der aus einer Antimon-Blei-Legierung hergestellt ist und ein Feld von 22 χ 26 konischen Löchern mit rechteckförmigem Querschnitt aufweist. Diese Löcher besitzen typischerweise einen Querschnitt von 8,12 χ 4,06 rr.ru an der Kollimatorfläche, die an den Scintillationskristall 32 angrenzt und ungefähr 60 % dieser Größe auf der gegenüberliegenden Fläche. Alle Löcher sind konvergierend, so daß deren Achsen sich in einem Brennpunkt schneiden, der 15,24 cm von dem Kollimator entfernt ist. Die die Löcher trennenden Wände sind an der Kristallfläche ungefähr 0,254 mm dick. Eine typische Auflösung des Kollimators 24 beträgt 7,62 mm in der Ebene des Querschnitts und 12,7 mm senkrecht zu der Schicht (Schichtdicke), wobei die Auflösung definiert ist als die volle Breite zwischen zwei Punkten, die eine Halbamplitude für eine punktförmige Strahlungsquelle vorgeben.

Der Scintillationskristall 32 weist typischerweise einen durch Thallium aktivierten Natriumjodidkristall auf, der in einer rechteckförmigen Aluminiumschachtel angeordnet ist und unter einem Fenster von Glas abgedichtet ist, welches Glas für ultra-violette Strahlung durchlässig ist. Die Bodenwand des Aluminiumgehäuses ist dünn, vorzugsweise dünner als 0,5 mm, um die Absorption und Streuung der auftreffenden Gamma-Strahlen auf ein Minimum zu reduzieren.

Ein sehr wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der Kollimator in einem einzigen Brennpunkt stark fokussiert, das heißt daß alle Löcher in dem Kollimator im Brennpunkt konvergieren, so daß der Kollimator für die Strahlungssammlung einen festen Winkel von ungefähr 0,05 bis 1

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Raumwinkel, vorzugsweise ungefähr 0,4 Raumwinkel, aufweist.

In einer Konfiguration, wie sie schematisch in Figur 2 dargestellt ist, und bei der 12 fokussierte Kollimatoren benutzt werden, liegt der Winkel "A" möglichst nahe bei 30° (360 ^ 12), das heißt dieser Winkel beträgt ungefähr 24° und der Winkel "B" beträgt ungefähr 38,5°. Wenn eine andere Anzahl als 12 Kollimatoren benutzt wird, z. B. 4, 8, 10, so wird der Winkel "A" (_+ 6°) durch Aufteilung der Anzahl von Kollimatoren in 360° erhalten. In der vorliegenden Erfindung beträgt die Brennweite der Kollimatoren (15,24 crn) etwas mehr als die Hälfte des Durchmessers des Abtastfeldes, das den Teil des abzutastenden Patientenkörpers umgibt.

In der vorliegenden Erfindung ist die bevorzugte Anzahl von Kollimatoren durch die Anzahl 12 gegeben, wobei eine hohe Empfindlichkeit und Auflösung in einer kurzen Zeitperiode von beispielsweise 2 Minuten pro Schicht erhalten wird. Der bevorzugte Bereich für die Anzahl von Kollimatoren bewegt sich zwischen 6 und 24 mit einer geraden Anzahl von Kollimatoren. Eine gerade Anzahl von Kollimatoren wird bevorzugt, da diese in Paaren angeordnet werden kann, wobei jeder Kollimator die Hälfte des Querschnittes des Organes abtastet, wodurch Dämpfungs- und Streuungseinflüsse vermindert werden. Bei einer ungeraden Anzahl von Kollimatoren tastet jeder Kollimator vorzugsweise den gesamten Querschnitt des Organes ab.

Gemäß Figur 2 sind die Detektoren I bis XII in dem Portalgerüst 4 mechanisch gelagert und miteinander verbunden, wie dies noch näher beschrieben wird, um eine Brennpunktabtastung eines Querschnitts "Z" zu liefern. Der Querschnitt "Z" liegt senkrecht zu der Kopf-/Zehen-Achse des Patienten, was in

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Figur 2 a dargestellt ist. Bei den in Figur 2 beispielhaft dargestellten Abständen kann die Stellung der Detektoren I bis XII als Ausgangsstellung (oder Endstellung) einer Brennpunktabtastung angesehen werden. Die abwechselnden Paare von gegenüberliegenden Detektoren I-VII, III-IX, V-XI sind in der sogenannten voll eingeschobenen Stellung gezeigt. Die anderen abwechselnden Paare von gegenüberliegenden Detektoren II-VIII, IV-X und VI-XII sind in der sogenannten voll herausgeschobenen Position dargestellt. Beim Beginn jeder Abtastung bewegt sich jeder Detektor I-XII in einer geraden Linie tangential zu dem Abtastfeld "Z" in der gleichen Rotationsrichtung (entweder eine Winkelbewegung um die Kopf-/Zehen-Achse Y des Patienten im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn). Die Tangentialbewegung jedes Detektors ist gleichgroß. Sie erfolgt über zwei benachbarte Quadranten des Abtastfeldes. Bei der Vervollständigung einer jeden Tangentialbewegung bewegen sich die voll eingeschobenen Detektoren I, III, V, VII, IX und XI von der Achse Y um ein vorbestimmtes Stück senkrecht zu der Tangentialbewegung und die voll herausgeschobenen Detektoren II, IV und so weiter bewegen sich in Richtung auf die Achse Y um das gleiche Stück. Die Richtung der Tangentialbewegung aller Detektoren wird sodann umgekehrt. Diese koordinierte Bewegung der Detektoren wird wiederholt, bis der Brennpunkt jedes Detektors wenigstens eine Hälfte des Bereichs des Abtastfeldes und vorzugsweise mehr als eine Hälfte, wie nachstehend beschrieben, abtastet, zu welchem Zeitpunkt die Abtastung vervollständigt ist und die anfänglich voll eingeschobenen Detektoren sich in der voll ausgeschobenen Stellung befinden und umgekehrt. Es ist festzuhalten, daß der durch den Brennpunkt eines jeden Detektors abgetastete Bereich um ein Winkelsegment die Brennpunktabtastung anderer Detektoren überlappt. Im Falle von zwölf Detektoren gibt es eine 30''-Segment-Überlappung von benachbarten Detektoren und jeder abgetastete

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Punkt in dem Abtastfeld wird durch den Brennpunkt von wenigstens sechs Detektoren abgetastet, was nachstehend noch beschrieben wird.

Zur weiteren Erläuterung zeigt Figur 4 schematisch die Detektoren I-XII in ihren Halbweg-Steliungen für die Eichung· Figur 10e zeigt genau die Halbweg-Stellung der Detektoren in der bevorzugten Anordnung gemäß Figur 9. In der Halbweg-Stellung gemäß Figur 4 befinden sich alle Detektoren I-XII in der gleichen Entfernung von der Achse Y und - wie dies insbesondere für den Detektor I veranschaulicht ist - befindet sich der Brennpunkt FP in der Hälfte des Abtastfeldes. Wenn die Abtastung vervollständigt wird, so bewegt sich der Detektor I heraus und vorbei infolge der Tangential- und Schrittbewegung in die Stellung I¹, in der die Brennpunktabtastung hinsichtlich des Detektors I vervollständigt ist, (volle Abtastung I). Gleichzeitig erfahren die Detektoren III, V, VII, IX und XI die gleiche relative Bewegung. Die Relativbewegung der Detektoren mit gerader Bezugsziffer ist durch den Detektor II veranschaulicht. Wenn die Abtastung vervollständigt wird, so bewegt sich der Detektor II in die Stellung II¹, in der die Brennpunktabtastung hinsichtlich des Detektors II vervollständigt ist (volle Abtastung II). Figur 4 a veranschaulicht schematise]! die Brennpunktabtastung durch jeden der sechs nach außen bewegten Detektoren I, III usw. Die dargestellte Abtastung wird für den entsprechenden Detektor entlang des entsprechenden angezeigten Radialwinkels, das heißt <?C , CK , ... ^y-r' ausgeführt. Eine gleiche Darstellung ist in Figur 4 b für die sechs nach innen verschobenen Detektoren II ... XII dargestellt. Wie aus Figur hervorgeht, wird jeder Punkt in dem Querschnitt Z durch wenigstens die Hälfte der Gesamtanzahl von Detektoren abgetastet. Im vorliegenden Beispiel bedeutet dies, daß die

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Brennpunktabtastung durch wenigstens sechs Detektoren erfolgt. Aufgrund der Überlappungen wird der Zentralbereich durch bis zu zwölf Detektoren abgetastet. Diese Überlappung, die durch alle zwölf Detektoren in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erzielt wird, gestattet eine passende Normierung der Detektoren. Figur 5 zeigt eine Brennpunktabtastung für einen nach außen verschobenen Detektor, z. B. für den Detektor IV, wobei für eine Abtastung in zwölf Zeilen die typischen Dimensionen folgende Werte aufweisen: Die Länge der Abtastzeile beträgt 21,02 cm bei einem Abstand von 9,52 mm und bei 128 Auflösungselementen pro Zeile. Gemäß Figur 5 wird beispielsweise der Punkt "R" durch Brennpunkte der sechs Detektoren IV, III, II, I und XII abgetastet. Figur 5 a beruht auf Figur 5 und zeigt die Detektoren, die zwei beliebig gewählte Punkte in dem Abtastfeld durch sechs Detektoren abtasten. Figur 5"b beruht ebenfalls auf Figur 5 und zeigt den Zentralbereich der Abtastung, in dem eine Abtastung durch bis zu zwölf Detektoren auftritt. Die Zahlen in Figur 5 b zeigen die Anzahl der Detektoren, die den angezeigten Bereich abtasten. Die gleiche Information für irgendeinen Punkt in dem Abtastfeld kann routinemäßig durch Gitter dieses Typs in Beziehung zu der Stellung der Detektoren ermittelt werden.

Im Verlauf einer zuvor beschriebenen Quer-Brennpunktabtastung empfängt jeder Detektor kontinuierlich die ausgesandte Strahlung, z. B. Gamma-Photonen, die unter dem Kollimator-Winkel auftreten, wobei diese Strahlung durch den zugeordneten Scintillationskristall und die Photomultiplier-Röhre jedes Detektors in Zählstände umgewandelt wird. Die durch die entsprechende Photormjltiplier-Röhre erzeugten elektrischen Signale können in herkömmlicher Weise verstärkt und durch eine Impuls-Amplituden-Diskriminiertechnik festgestellt · werden.Sie können sodann der räumlichen Ausrichtung des

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Abtastfeldes zugeordnet werden und in Form digitaler Zahlen entsprechend den Zählständen und der Detektorstellung in den Speicher eines universal-Computers übertragen werden. Die so gebildete gespeicherte Information wird - stellt man die Verwendung stark fokussierter Kollimatoren gemäß der vorliegenden Erfindung in Rechnung - schnell rekonstruiert, um eine Quantifizierung und räumliche Zuordnung mit hoher Empfindlichkeit hinsichtlich der Radioaktivität in dem Querschnitt zu bilden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die fokussierenden Kollimatoren jeweils die Zählstände von jedem Abtastpunkt aus aufsummieren, wobei durch eine Einwärts- und Auswärts-Brennpunktabtastung sowie eine tangentiale Abtastung die Kombination der Kollimatoren im wesentlichen 360° um jeden Punkt in der Querabtastung abdeckt. Die so gesammelten Zählstände sind vorherrschend Zählstände, die von den Brennpunkten der Kollimatoren herrühren, aber ebenfalls einige damit verwickelte Zählstände von Punkten außerhalb des Brennpunktes umfassen.

Diese unerwünschten Zählstände können durch Behandlung der

—Y gespeicherten Information mit einer Filterfunktion r *" (K > 1) eines relativ einfachen Algaiiythmus entfernt werden, wobei dieser Algorithmus durch die Fourier Transformation einer Rampenfunktion im Frequenzbereich gegeben ist. Ein derartiger Algoriiythmus ist beispielsweise in der Veröffentlichung "The Fourier Reconstruction of a Head Section" von L.A. Shepp, B.F. Logan in "IEEE Transactions on Nuclear Science", Band NS-21, Juni 1974 beschrieben. Die resultierenden rekonstruierten Daten sind sodann für die Darstellung verfügbar und zeigen eine quantifizierte, räumlich ausgerichtete Radioaktivität. Andere bekannte Techniken können ebenfalls benutzt werden, um die unerwünschten Zählstände zu entfernen.

Das Konzept der Benutzung stark fokussierter Kollimatoren für diesen Zweck basiert auf der Erkenntnis, daß die Radon-

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Gleichung in eine Form gebracht werden kann, die zeigt, daß die Rekonstruktion unter Benutzung von summierten Zählständen über große Winkel möglich ist.

Unter Bezug auf Figur 6
RADON:

dA

P R SIN (B-A)-P

- 1 /-dA
= 2p V \ dP R SIN (B-A)-P

Um einen Punkt im Ursprung zu rekonstruieren:

G(o) = - 1 \ dA ( dF(P,A)

WJJ?

Es sei dA = -^A, Am = m-ΆΑ M= Anzahl der Projektionen

dP = D, P = V-iD
Ersetzung der Ableitung durch die Differenz:

MN

G(o) = ^k < 5/ F[(n+1)D, m^Ai - F[nD, W² (nD+(n+l)D\

m=l n=N
M

^Da ^ A <r F (mÄA) = F(.) Das Mittel von F TT über alle Winkel

m=l

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Und ' nP + (n+l)D ^ __D_ (_2n+l) 2 2

G(o) = - 1 -. t S? F Γ(η+1)Ρ] -IF D ^ 2 η + 1

η = -N

= - 1 A(D)-F(Q) _, F ,(2D) .-F(D) ₊ F (ο) - FC-P) + . .?. DTT ( 1 ' 3 -1.

(η = ο) (η=1) (η.= -1) (ΐι=2) (η=-

_^o) + 1 [F(D) +F(-D)] + !__ [F(2D)+F (-2D) ]+. . . Dir / 3 15 j

^ -1

F(nD) -

"^I

G(o) - 4' j F(o

In der zuletzt angeschriebenen Gleichung werden P (ο), F (nD) direkt durch die Kollimatoren und die zugeordneten Detektoren gemessen.'

Gemäß Figur 7 und der vorangegangenen Beschreibung ist jede Brennpunkt-Abtastzeile jedes Detektors I-XII in 128 Auflösungselemente unterteilt, deren Anordnung in dem Abtastfeld routinemäßig von dem noch weiter zu beschreibenden Antriebsmechanismus für das Portalgerüst hergeleitet wird. Wenn ein Detektor durch ein Auflösungselement hindurch bewegt wird, so sammelt der Akkumulator 24 Zählstände der Detektor-Photomultiplier für die Zeit der Detektorbewegung durch das Auflösungselement.

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Beispielsweise empfängt bei einer typischen Auflösungelement-Wanderzeit von 150 ms der Akkumulator die durch den Detektor-Photomultiplier mit 4,8 μs·-Intervallen gebildeten Zählstände, die eine ausreichende Impuls-Amplitude aufweisen, was durch einen Impulsamplituden-Diskriminator-Schaltkreis in Zusammenhang mit einem zugeordneten Detektor vorgegeben wird. Wenn die Zählstände für ein vorgegebenes Auflösungselement durch den Akkumulator 24 empfangen worden sind, so werden diese Daten zu einem Universal-Computer 30 übertragen, um unter einer Adresse gespeichert zu werden, die dem räumlichen Ort entspricht. Das heißt, es wird ein Gitter für jedes Auflösungselement in dem Gitter errichtet, in welchem die entsprechenden Zählstandsdaten eine Quantifizierung des gesammelten Zählstands darstellen.

Die gespeicherten Daten werden sodann durch einen Algcrliythmu s verarbeitet, wie er vorzugsweise vorstehend beschrieben ist, wodurch Daten für die Darstellung gebildet werden, was in Figur 8 gezeigt ist.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden zwölf Abtastzeilen pro Detektor mit 128 Auflösungselementen pro Zeile benutzt. Die Scintillations-Zählstandsdaten aller Detektoren, die zwölf Abtastzeilen pro Detektor mit 128 Auflösungselementen umfassen, werden in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen gespeichert, wobei die Abtastzeilendaten für jedes Paar von gegenüberliegenden Detektoren in aufeinanderfolgenden Speicherplätzen in einer Weise gespeichert ist, die die Verschiebung der gegenüberliegenden Detektoren in der gleichen Richtung erscheinen läßt, was noch näher beschrieben wird. Hierdurch wird die entgegengesetzte Verschiebung von gegenüberliegenden Detektoren kompensiert. Jede

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Abtastzeile wird durch den Computer unter Programmsteuerung verarbeitet, um die gespeicherte Information in der zuvor beschriebenen Weise zu behandeln. Da jeder gegenüberliegende Detektor zwölf Zeilen abtastet, aber zwei dieser Zeilen überlappen, wird in der zuvor erwähnten Weise ein gemischtes 22 χ 128 Feld erzeugt, wobei ein solches Feld für jedes Detektorpaar vorliegt. Die gemischten Felder werden sodann in einem 128 χ 128 Feld summiert, das die Winkelausrichtung von 30° jedes Feldes in Rechnung stellt. Das Ergebnis wird gespeichert und steht zur Verfügung, um eine Bilddarstellung zu erzeugen.

In den Figuren 9 a - 9 e sowie 10 a - 10 e ist eine neue und bevorzugte Einrichtung für die Bildung der 360° Brennpunktabtastung dargestellt. Figur 9 a zeigt eine Gesamtansicht eines Portalgerüstes 4, mit welchem eine vertikale Hauptplatte 60 aus einem geeigneten gerippten Aluminium-Guß von 1,9 cm Dicke befestigt ist. Mit der Rückseite der Hauptplatte 60 ist eine rotierbar gelagerte Scheibe 260 befestigt, die einen geschlitzten Arm 250 besitzt, der in Figur 10c näher dargestellt ist und der sich mit einem Nocken 240 in Eingriff befindet, der sich in einem tangentialen Schlitz 245 entsprechend der Bewegung eines Antriebsblockes 220 bewegt. Direkt unterhalb des tangentialen Schlitzes 245 befindet sich ein kürzerer tangentialer Schlitz 90, wobei identische tangentiale Schlitze 90 auf dem gleichen Radius in einem Winkelabstand von 30° angeordnet sind. Abwechselnd angeordnete Anordnungen 59 sind von den benachbarten Schlitzen 90 radial nach innen angeordnet^ und abwechselnd angeordnete Spuranordnungen 79 sind von den benachbarten Schlitzen 90 radial nach außen angeordnet. Kanalstützen 50 sind mit den Spuranordnungen 59 befestigt und tragen die Detektoranordnungen I, III, V, VII, IX und XI, die bei 52 an Ort und Stelle gehalten werden. Kanalstützen 70 sind mit den Spuranordnungen 79 befestigt und

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tragen Detektoranordnungen II, IV, VI, X und XII, die bei 72 an Ort und Stelle gehalten werden. Im Betrieb treibt ein erster Schrittmotor 200 über die Kupplungsschraube 210 und den Arm 250 der Scheibe 260 die Spuranordnungen 59 und 79 in der gleichen Tangentialrichtung über eineEntfernung entsprechend einer Abtastzeile an. Bei Vervollständigung einer Abtastzeile bewegt der auf der Rückseite der Platte 60 angeordnete Schrittmotor 118 über den Riemenantrieb 119 und die Kupplungsschraube 112 eine einzige Spuranordnung 79 (in Figur 9 a ist dies die Spuranordnung des Detektors X) in eine Richtung quer zu dem tangentialen Schlitz 90 an, um eine Schrittverschiebung entsprechend dem gewünschten Abstand zwischen zwei Abtastzeilen zu erzielen. Wenn die Schrittbewegung nach innen erfolgt, so treibt das Kegel-Zahnrad 110 des Detektors X die sich damit in Eingriff befindlichen rotierbaren Kegel-Zahnräder 100 an, um die betroffenen Spuranordnungen 59 um die gleiche Größe der Schrittbewegung nach außen zu bewegen. Somit führen abwechselnde Detektoren eine Abtastbewegung nach innen aus, während benachbarte Detektoren eine Abtastbewegung nach außen ausführen. In Figur 9 a ist eine Ansicht der Abtasteinrichtungen dargestellt, wobei die zwölf Detektoren I-XII sich in der Halbweg-Kalibrierstellung gemäß Figur 4 befinden. Die Detektoren I-XII besitzen Kollimatoren 30, wobei der Winkel "A" so nah wie möglich an 360° 4· 12 = 30°, z. B. bei 24 °, liegt, um einen minimalen Abstand zwischen benachbarten Scintillationskristallen 3 2 zu gestatten, die in Figur 9 a leicht kegelförmig bei 33 dargestellt sind, um eine optimale dichte Packung zu ermöglichen. Abwechselnde Detektoren I, III, V ... XI mit ihren zugeordneten Kollimatoren 30, Scintillationskristallen 32, Lichtröhren 34 und Photomultipliern 26 sind in der zuvor erwähnten Weise auf Kanalträgern 50 bei 52 montiert. Die Träger 50 sind fest auf Schlitten 54 montiert, was bei 56 in Figur 9 b

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dargestellt ist. Die Schlitten 54 sind Teil einer Spuranordnung 59, die in Figur 9 d dargestellt ist und Schienen 58 umfaßt, die auf einem Gestell 61 befestigt sind. Gemäß den Figuren 9 b und 9 d sind die Schlitten 54 entlang der Schienen während der Abtastoperation in der nachstehend beschriebenen Weise verschiebbar. Die Schienen 65 sind über Stützen 67 fest mit der Hauptplatte 60 verbunden, wobei sie. senkrecht und zentral zu einem benachbarten Schlitz 90 ausgerichtet sind.

Dia anderen abwechselnd angeordneten Detektoren II, IV ... XII mit ihren zugeordneten Kollimatoren 30, Scintillationskristallen 32, Lichtröhren 34 und Photomultipliern 36 sind auf Kanalträgern 70 bei 52 in der zuvor erwähnten Weise gelagert. Die Träger 70 sind fest auf Schlitten 74 gelagert, was bei 57 in Figur 9 c dargestellt ist. Die Schlitten 74 bilden einen Teil der Spujranordnung 79 gemäß Figur 9 e, die auf einem Gestell montierte Schienen 78 aufweist. Gemäß den Figuren 9 c und 9 e sind die Schlitten 74 entleig der Schienen während der Abtastoperation in der nachstehend beschriebenen Weise verschiebbar. Das Gestell 81 ist mit einem Schlitten 83 befestigt, der entlang Schienen 85 parallel zu einem tangentialen Schlitz 90 während der Abtastoperation in der nachstehend beschriebenen Weise verschiebbar ist. Die Schienen 85 sind senkrecht und zentral zu einem benachbarten Schlitz 90 ausgerichtet. Die Schienen 85 und 65 sind auf Gestellen angeordnet, welche eine gleiche Entfernung von dem Schlitz 90 aufweisen. Die Spuranordnungen 59 und 79, soweit sie bislang beschrieben wurden, sind zueinander identisch, jedoch abwechselnd auf entgegengesetzten Seiten ihrer benachbarten tangentialen Schlitze 90 in der Hauptplatte 60 angeordnet.Die Spuranordnungen 59 besitzen nach außen gerichtete geschlitzte Arme 92, die mit den Schlitzen 54 verbunden sind und in die ein Nocken 93

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eingreift, der mit dem Block 91 in seinem zugeordneten Schlitz 90 verschoben wird.

Die Spuranordnungen 79 besitzen nach innen gerichtete geschlitzte Arme 94, die mit den Schlitten 74 verbunden sind und in die ein Nocken 95 des Blockes 96 eingreift, der in seinem zugeordneten Schlitz 90 verschoben wird. Die Bewegung der geschlitzten Arme 92 und 94 durch die Nocken 93 und 95 führt zu einer tangentialen Abtastbewegung der Detektoren I-XII. Die abwechselnde Einwärts- und Auswärtsabtastbewegung der Detektoren I-XII wird von den Kegel-Zahnrädern 100 abgeleitet, die an den Spuranordnungen 59 angreifen. Die Kegel-Zahnräder 100 werden hierbei ihrerseits durch die Kegel-Zahnräder 110 angetrieben, die sich gemäß Figur 9 f mit den Spuranordnungen 79 im Eingriff befinden.

Gemäß Figur 9 f ist die Spuranordnung 79 für den Detektor X mit seinem Kegel-Zahnrad 110 über eine Kupplungsschraube 112, einen Antriebsriemen 114 und eine Kegelradwelle 116 angeschlossen. Die Kupplungsschraube 112 wird durch den Schrittmotor 118 angetrieben, wobei in Abhängigkeit von der Antriebsrichtung des Schrittmotors 118 die Spuranordnung 79 für den Detektor X nach innen oder nach außen geschoben wird. Hierdurch wird das Kegelrad 110 gedreht, welches das einzige direkt angetriebene Zahnrad darstellt. Die benachbarten Kegelräder 100 werden durch das Kegelrad 110 in entgegengesetzter Richtung angetrieben, wobei diejmit dem Kegelrad 100 verbundene Kupplungsschraube 120 die Spuranordnung 59 nach außen bewegt, wenn dieSpuranordnung 79 nach innen bewegt wird und umgekehrt. Infolgedessen bewegen sich alle Spuranordnungen 79 nach innen, während sich die Spuranordnungen 59 nach außen bewegen und umgekehrt.

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Gemäß Figur 10 a ist die Anordnung gemäß Figur 9 a bei entfernten Detektoren und Trägerkanälen dargestellt. Figur TOb zeigt eine seitliche Schnittansicht von Figur 10a und Figur 10c zeigt eine Rückansicht von Figur 10 a. In Figur 10a befinden sich die Spuranordnungen 59 in der vollen Außensteilung und die Spuranordnungen 7 9 befinden sich in der vollen Innenstellung. Diese Stellungen stellen den Beginn einer Abtastung dar. Es ist zu vermerken, daß Figur 9 a eine Halbweg-Abtaststellung für alle Spuranordnungen darstellt, die für eine Kalibrierung benutzt wird. Die Figuren 10 a - 10 c veranschaulichen Zustände, in denen die Spuranordnungen Innen- und Außenstellungen einnehmen. Die tatsächliche Halbweg-Abtaststelluhg ist in Figur 10e dargestellt. Gemäß Figur 10 a treibt beim Eeginn einer Abtastoperation der Schrittmotor 200 auf der Frontplatte 60 die Kupplungsschraube 210 an, die eine Verschiebung des Antriebsblocks 220 entlang der Schiene 230 in der angezeigten Richtung hervorruft. Der Antriebsblock 220 ist mit einem Nocken 240 verbunden, der durch einen tangentialen Schlitz 245 in der Platte 60 hindurchgreift. Gemäß den Figuren 10 b und 10 c ist ein geschlitzter Arm 255 auf einer rotierenden Scheibe 260 gelagert, die ihrerseits in Lagern 280 auf der Rückseite der Platte 60 rotierbar gelagert ist. Die Platte 260 besitzt einen Schlitz 301 direkt unterhalb des geschlitzten Armes 250 und Schlitze 302-312 in 30° Winkelabständen. Jeder dieser Schlitze 301-312 nimmt einen Nocken 93 in dem Schlitz 90 auf, der auch in den Arm 92 einer Spuranordnung 59 eingreift, bzw. er nimmt einen Nocken 95 auf, der sich mit dem Arm 94 der Spuranordnung 79 im Eingriff befindet. Betrachtet man somit die Stellung der Spuranordnungen 59 und 79 in Figur 10a beim Beginn einer Abtastung, wobei die DetektorStellungen denjenigen in Figur 1Od entsprechen, der Schrittmotor 200 eingeschaltet ist, um die Kupplungsschraube 210 anzutreiben, so bewegt sich der Antriebs-

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block 220 tangential in dem Schlitz 245 um eine Entfernung von 28,5 cm nach links, was durch die Bezugsziffer 400 in Figur 10 c dargestellt ist. Diese Bewegungsdiε·.tanz für den Antriebsblock 220 und den Nocken 240 ist dergestalt, daß sich die Nocken 93 und 95 in den tangentialen Schlitzen 90 zum gleichen Zeitpunkt im Gegenuhrzeigersinn um die Tangentialentfernung bewegen, die einer Abtastzeile gemäß Figur 5 und Figur 10d gleich ist. Eine vorbestimmte Anzahl von Bewegungsschritten bildet ein Abtastungs-Auflösungselement, das in der zuvor beschriebenen Weise typischerweise 1/128 der Abtastzeilenentfernung 300 entspricht. Wenn die tangentiale Schlittenbewegung der Schlitten 54 und 74 entlang der Schienen 58 und 78' um die Wegstrecke 3 00 vervollständigt worden ist, so wird ein Signal beispielsweise von einem Universal-Computer oder anderweitig geliefert, das den Schrittmotor 118 betätigt, der sich über den Riemen 119 mit der Kupplungsschraube 112 im Eingriff befindet und über die Welle 116 das Kegelrad 110 über die Antriebskupplung 121 antreibt. Die Armglieder 94 besitzen ein Spiel und reichen unter die Schienen 58, was aus Figur 9 e ersichtlich ist. Die vorstehend beschriebene Verbindung ist so angeordnet, daß eine Anzahl von Schritten des Motors 118 über die Kupplungsschraube 112 eine Bewegung des Schlittens 83 der aufgezeigten Spuranordnung 79 nach außen und eine Bewegung des Schlittens 74 um eine Entfernung hervorruft, die dem gewünschten Abtastzeiienabstand 450 in Figur 10d entspricht. Gleichzeitig rotiert das dem Kegelzahnrad 100 benachbarte Kegelzahnrad 110 gemäß Figur 9 f in entgegengesetzter Richtung, während die anderen Kegelzahnräder 110 für die Detektoren II, IV usw. in der gleichen Richtung und wie das von demMotor angetriebene Kegelzahnrad 110 für den Detektor X rotieren. Wenn demzufolge der Schlitten 74 für einen Detektor X (II, IV, VI usw.) um einen Abtastzeiienabstand 450 nach außen sich bewegt, so bewegen sich die Schlitten 54 für die Detektoren I, III, XI um einen Abtastzeiienabstand 450 nach innen, was in

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Figur 9 f für den Schlitten des Detektors XI ersichtlich ist. Die Rotation des Kegelzahnrades 100 in entgegengesetzter Richtung gegenüber dem Kegelzahnrad 110 ruft eine Bewegung der Kupplungsschraube 120 hervor, um den Schlitten 63 zu bewegen und somit den Schlitten 54 nach innen und den Schlitten 74 nach außen anzutreiben. Zu diesem Zeitpunkt veranlaßt ein geeignetes Signal an den Schrittmotoi 200 die Kupplungsschraube 210 zu einer Rotation in einer Richtung, die der ersten Richtung entgegengesetzt ist, wodurch eine Tangentialbewegung des Blockes 220 und der Nocken 93 und 95 wie zuvor, jedoch in der entgegengesetzten Uhrzeigerrichtung, auftritt. Eine zweite Abtastzeile wird für alle Detektoren I-XII gebildet und der Schrittmotor 118 sowie die Einwärts- und Auswärtsbewegung der Detektoren wird erneut aktiviert und in der zuvor beschriebenen Weise wiederholt. Dieser Betriebszyklus wird fortgesetzt, bis eine in Figur 10d angezeigte volle Abtastung vervollständigt ist.

In der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Einrichtung wird die Abtastzeilenrichtung al eine Bewegung einer Spuranordnung erläutert, die tangential zu dem Abtastbereich im Zentrum der Einrichtung erfolgt. Der Anhebungsbeweger für die Abtastzeilenbewegung ist ein einziger Schrittmotor, der eine Schraube antreibt, welche ihrerseits einen Antriebsblock tangential entlang einer Gruppe von Schienen bewegt. Der Antriebsblock ist durch einen Nocken mit einem geschlitzten Arm verbunden, der an einer rotierbaren Scheibe befestigt ist. Die Scheibe ist mit der Haupt-Tragplatte durch ein großes Kugellager verbunden, wodurch die Scheibe rotieren kann, wenn sie durch den Antriebsblock angetrieben wird. Jede der Spuranordnungen ist über Verbindungsblöcke, die Nocken an jedem Ende aufweisen, mit Schlitzen in der Scheibe verbunden. Diese Verbindungsblöcke wandeln die Rotationsbewegung der Scheibe in eine lineare

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Bewegung der Spuranordnungen um. Da alle Verbindungsblöcke auf dem gleichen Radius der Tragplatte angeordnet sind, ist die Bewegung aller Spuranordnungen synchronisiert und die Geschwindigkeit und der Ort der Spuranordnungen sind proportional zu der Geschwindigkeit und dem Ort des Antriebsblockes. Die Einwärts-/Auswärtsrichtung ist die Radialbewegung einer Spuranordnung im Hinblick auf den kreisförmigen Abtastbereich. Wenn einekbtastzeilenbewegung vervollständigt worden ist, das heißt, wenn sich die Schlitten auf den Spuranordnungen von einer Extremstellung zu der gegenüberliegenden Extremstellung bewegt haben, so treibt ein zweiter Schrittmotor als Einwärts-/Auswärts-Anhebungsbeweger eine Schraube an, die eine äußere Spuranordnung um einige Einheitsabschnitte von dem Zentrum des Abtastbereiches hinwegbewegt. Die Schraube, die diese eine äußere Spuranordnung bewegt, ist über einen Antriebsriemen mit einer Welle verbunden. Auf dem Ende dieser Welle ist in Richtung des Zentrums ein Kegelrad gelagert, das in der Zeichnung durch ein 3o°- Kegelzahnrad dargestellt ist. Dieses Ksgelzahnrad treibt elf andere 30°-Kegelzahnräder, die einen vollständigen Kreisbilden. Die zwei Kegelzahnräder auf jeder Seite des antreibenden Kegelzahnrades rotieren in entgegengesetzter Richtung gegenüber dem Antriebs-Kegelzahnrad. Alle anderen Kegelzahnräder außer dem angetriebenen Kegelzahnrad sind mit Antriebsschrauben verbunden, die damit verbundene innere Spuranordnungen antreiben. Die Spuranordnungen, die von dem Kegelzahnrad, der Welle, dem Antriebsriemen und durch die Schraubenkombination angetrieben werden, sind äußere Spuranordnungen. In diesem Fall sind sechs dieser Anordnungen jeweils abwechselnd rund um den Abtastbereich angeordnet. Wenn der Einwärts-/ Auswarts-Anhebungsbeweger die am äußersten links liegende äußere Spuranordnung zu einer Auswärtsbewegung um eine Ent-• fernungseinheit veranlaßt, so veranlaßt die Kegelzahnra-danordnung alle inneren Spuranordnungen zu einer Einwärtsbewegung

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_ Zk -

um eine Abstandseinheit und zur gleichen Zeit zu einer Auswärtsbewegung der anderen fünf äußeren Spuranordnungen ebenfalls um eine Abstandseinheit. Um diese Einwärts- und Auswärtsbewegung der Spuranordnungen zu gestatten und dabei die richtige Verbindung zwischen dem Verbindungsblock und den Schlitten aufrecht zu erhalten, ist ein geschlitzter Arm fest mit jedem Schlitten verbunden. Der Nocken am einen Ende des Verbindungsblocks überträgt die Tangentialbewegung auf die Schlitten. Da alle Bewegungen der Spuranordnungen mechanisch miteinander verbunden und durch nur einen Anhebungsbeweger für jede Richtung gesteuert sind, gibt es keinen möglichen Fehler in dem elektronischen Signal bzw. einen Komponentenfehler_r der irgendeinen der durch die Spuranordnungen gelagerten und bewegten Detektoren veranlassen könnte, mit einem anderen Detektor zu kollidieren. Die eindeutige Bewegung in der Einwärts-Z/iuswärtsrichtung der äußeren sich nach außen bewegenden Spuranordnungen während der Einwärtsbewegung der inneren Spuranordnungen gestattet eine höchstmögliche Packungsdichte der Detektoren. Als noch wesentlicher ist anzusehen, daß hierdurch die kürzestmögliche Brennweitenentfernung für die Kollimatoren der Detektoren erzielt wird und daß der Winkelabstand von ungefähr 30° zwischen den Kollimatoren während der Abtastoperation konstant bleibt.

Die allgemeine Betriebsweise der Anordnung gemäß Figur 11 umfaßt einen Computer 840 unter Programmsteuerung, der Speicher-Adreßspeicherplätze und Anweisungen (auf eine Adresse folgt eine Anweisung) über die Computer-Sammelschienenschnittstelle 843 sendet. Der Akkumulator 810 und die Motorsteuerung 822 empfangen Anweisungen von dem Abtastdatenmultxplexer 820 über einen universellen asynchronen Empfänger/Sender UART 870 und sie übertragen Scintillations-Zählstandsdaten und andere · Daten über einen weiteren Sender/Empfänger 879 zu dem

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Abtastdaten-Multiplexer 820 für eine geeignete Adressierung und Übertragung zu dem Computer 840, der beispielsweise ein Universal-Computer unter Programmsteuerung des Typs Data General Exlipse S230 sein kann. Zeittakt-Diagramme zur Erläuterung der Betriebsweise der Anordnungen gemäß den Figuren 11 bis 11 d sind in den Figuren 11 a, 11 b und 11 c dargestellt. Der Abtastdaten-Multiplexer 820 ist schematisch in Figur 11 d veranschaulicht. Der Computer verarbeitet die Scintillations-Zählstandsdaten unter Programmsteuerung in der zuvor beschriebenen Weise.

Der Abtastdaten-Multiplexer 820 sendet unter Programmsteuerung in dem Computer 840 Anweisungen an die Datenermittlungsschaltkreise, um 1. die Detektorbewegung zu steuern, 2. die Patiententischbewegung zu steuern und 3. Diagnosen auszuführen. Er empfängt'von den Datenermittlungsschaltkreisen 1. gespeicherte Scintillations-Zählstandsdaten, 2. eine System-Statusinformation und 3. Diagnosedaten. Der Abtastdaten-Multiplexer 820 errechnet Adressen für in dem Computerspeicher abzulegende Daten in einer Weise, die die Daten in dem Hochgeschwindigkeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff für eine weitere Verarbeitung durch den Computer organisiert.

Der Abtastdaten-Multiplexer 820 schafft einen Zwei-Richtungs-Dialog zwischen einem Universal-Computer und 1. Schaltkreisen in dem Abtastsystem, die Motore für die Positionssteuerung der. Detektoren und des Patienten antreiben, und 2. Schaltkreisen in dem System, die Scintillations-Zählstände von den Detektoren speichern. Der volle Duplex-Dialog wird seriell unter Verwendung einer universellen asynchronen Empfänger-/Sender-Schnittstelle (UART 870} verwirklicht.

Ein beispielhaftes Dialogformat zwischen dem Abtastdaten-

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_ 26 _

Multiplexer 820 und den Akkumulator •-/Motorantriebsschaltkreisen ist in der nachstehenden Tabelle A dargestellt.

Tabelle A Code Anweisung

0000 Systemrückstellung

0001 Abtaststop/Rückführung

0010 Abtastzeilenstart/Patienten-Datenmodus

0100 Abtastzeilenstart/Dateiv-Diagnose-Modus

0101 Abtastzeilenstart/Adreß-Diagnose-Modus 0111 Interner Test des Abtastdaten-Multiplexers

1000 Eichen der Verstärkungseinstellung

1001 Patiententischbewegung

Alle diese Anweisungen werden von dem Abtastdaten-Multiplexer 820 in Bytes mit jeweils 8 Bit über den Empfänger/ Sender UART 870 gesendet. Die ersten fünf Anweisungen werden in einem Byte gesendet, das das Format gemäß Figur 14 a aufweist.

Die letzten drei Anweisungen sind Anweisungen mit zwei Bytes, und sie werden in dem Format gemäß Figur 14 b gesendet.

Alle von dem Abtastdaten-Multiplexer 820 gesendeten Anweisungen sind diesem von dem Zentral-Computer 840 zugesendet worden, wobei sie auf der Computer-Sammelschiene 843 in dem Format gemäß Figur 14c empfangen werden.

Vor dem Senden einer Anweisung hat der Abtastdaten-Multiplexer von dem Zentral-Computer 840 die Startadresse in dem Computerspeicher für die Speicherung der Statusinformation und der

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Daten empfangen und in dem Basisadreßregister 210 gespeichert.

Die Anweisungs- und Basisadreßinformation wird von dem Abtastdaten-Multiplexer 820 nur erkannt und angenommen, wenn der Gerätecode-Decodierer 821 einen vorbestimmten Gerätecode gemäß den Bits 10-15 in Figur 14 c decodiert.

Wenn die Anweisung zum Sammeln von Patientendaten oder für den Diagnoseablauf war, so errechnet der Abtastdaten-Multiplexer 820 beim Empfang der Abtastdaten eine Adresse für jede empfangene Übertragung. Das Format der von dem Abtastdaten-Multiplexer '820 empfangenen Daten ist in Figur 14 d dargestellt.

Status- und Fehlernachrichten werden unter der Adresse in den Computerspeicher geladen, die in dem Basisadressregister 910 in dem Abtastdaten-Multiplexer 820 gespeichert ist.

Daten, die einem der Detektoren zugeordnet sind, werden in einen Wortpuffer mit 3.072.« Bit in dem Hauptspeicher des Computers geladen. Alle Übertragungen von dem Abtastdaten-Multiplexer 820 in den Computer-Speicher erfolgen mit direktem Speicherzugriff. Am Ende der Datenübertragung in den Computer-Speicher gibt der Abtastdaten-Multiplexer 820 eine Unterbrechungsanforderung an den Zentral-Computer 840 aus, um dem Computer anzuzeigen, daß die in dem Computerspeicher abgelegten Daten für die weitere Verarbeitung verfügbar sind.

Die auf den Detektor bezogenen, in den Abtastdaten-Multiplexer 820 einlaufenden Daten sind zwei Kanälen eines jeden der zwölf Detektoren zugeordnet. Die Datenfolge ist dergestalt, daß die Daten für ein Auflösungselement von einem Kanal eines jeden der zwölf Detektoren durch den Abtastdaten-Multiplexer 820 empfangen werden.

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Detektordaten werden der Reihe nach von gegenüberliegenden Detektorpaaren empfangen, so daß die Folge der eingehenden Detektordaten in den Abtastdaten-Multiplexer 820 sich folgendermaßen darstellt:

Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 Kanal 1 kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2 Kanal 2

Detektor	I
Detektor	VII
Detektor	II
Detektor	VIII
Detektor	III
Detektor	IX
Detektor	IV
Detektor	X
Detektor	V
Detektor	XI
Detektor	VI
Detektor.	XII
Detektor	I
Detektor	VII
Detektor	II
Detektor	VIII
Detektor	III
Detektor	IX
Detektor	IV
Detektor	X
Detektor	V
Detektor	XI
Detektor	VI
Detektor	XII

Die Adressenberechnungsschaltkreise in dem Abtastdaten-Multiplexer 820 berechnen Adressen, so daß das gleiche Auflösungselement von jedem Detektor eine Verschiebung in dem 128-Wortpuffer besitzt, die diesem Detektor zugeordnet ist und die

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dessen Verschiebung in dein physikalischen Abtastmuster unabhängig von der Detektor-Nummer oder dem radialen Abtastschritt entspricht.

Um dies zu verwirklichen, müssen zwei Gesichtspunkte des Detektor-Bewegungsmusters bei der Berechnung der richtigen Speicherstelle in dem Computerspeicher f"r die Speicherung eines Auflösungselementes in Rechnung gestellt werden: Gegenüberliegende Detektoren tasten in entgegengesetzten Richtungen ab, so daß bei einer Erhöhung der Adresse für einen Detektor die Adresse für den gegenüberliegenden Detektor zu erniedrigen ist und umgekehrt; die Bewegungen aller Detektoren werden bei jedem Radialschritt zum Sammeln von Daten umgekehrt, so daß nach jedem Radialschritt die Erhöhungs-/Erniedrigungsmuster umgekehrt werden; während all dieser Operationen muß eine geeignete Verschiebung in der Adressberechnung enthalten sein, um eine Verschiebung der Daten jedes Puffers um 128 Speicherplätze in dem Computer-Speicher zu bilden.

Gemäß Figur 11 sind die Detektoren I-XII schematisch in einer Zeile dargestellt, wobei die Richtung der Tangentialverschiebung für jeden Detektor durch Pfeile über den Detektoren angedeutet ist. Die Zahl "1" in Nachbarschaft der Pfeile veranschaulicht das erste Auflösungselement für die entsprechenden Detektoren, während die Zahl "128" das letzte Auflösungselement in dem bevorzugten hier beschriebenen Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Im Betrieb wird die durch die Kristalle 32 gebildete Scintillation in Zählstände in den Photomultipliern 36 umgewandelt, wobei eine Diskriminierung in den Impulshöhen-Analysatoren 33 erfolgt und ein digitales Signal an den Hochgeschwindigkeits-Digitalschalter 800 abgegeben wird, der beide Kanäle aller Detektoren I-XII während eines Zeitintervalls von beispielsweise ungefähr 4,8 \is abtastet, so daß in der

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Größenordnung von 20.000 Abtastungen hinsichtlich der Detektoren I-XII während eines Auflösungselementes auftreten. Zwei unabhängige Kanäle sind in den Impulshöhen-Analysatoren 33 vorgesehen, um die Möglichkeit für eine Situation zu schaffen, in der ein Patient mit einer Arznei behandelt worden ist, die zwei Isotopen mit unterschiedlichen radioaktiven Energiepegeln enthält. In einem solchen Fall können die Daten für beide Bedingungen räumlich gleichzeitig aufgenommen, aber getrennt dargestellt werden.

Die durch die Abtastung erhaltenen binären Daten werden an den Akkumulator 810 weitergereicht, der beispielsweise einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) enthält und der Daten in einer Folge der Detektoren I-XII sammelt und diese Daten in einer Folge von gegenüberliegenden Detektoren überträgt. Beispielsweise kann die Folge übertragener gesammelter Daten folgendermaßen sein: Detektor I, Detektor·VII; II, VIII; III, IX; IV, X; V, XI; VI, XII. Bei Vervollständigung dar Verschiebung eines jeden Detektors ~n ein Auflösungselement, das heißt um _1_ der Abtastzeile wird der Inhalt des Akkumulators 810 in den Äbtastdaten-Multiplexer 820 übertragen, in welchem die Daten seriell in der Folge gegenüberliegender Detektoren in der zuvor beschriebenen Weise empfangen werden, und es wird der Speicher 830 des Universal-Computers 840 in aufeinanderfolgenden Puffer-Speicherplätzen in der nachstehenden Weise adressiert, wobei die Richtung dergestalt ist, daß die entgegengesetzte und reziproke Bewegung gegenüberliegender Detektoren kompensiert wird.

Am Ende einer Abtastzeile, daß heißt nach 128 Auflösungselementen, werden die Worte in dem Puffer-Speicher zu einer Magnetplatte übertragen, so daß bei Vervollständigung aller Abtastzeilen die Magnetplatte alle Abtastzeilendaten für eine Schicht

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in einer Form enthält, die die Rekonstruktion und die Darstellung eines Bildes aus dieser Information erleichtert. Die Empfänger-/Sender-Schnittstelle UART-870 liefert unter Programmsteuerung Anweisungen für die Ausführung von Operationen, wobei die Ausgabe der nächsten Anweisung signalisiert wird, wenn die zuvor ausgegebene Anweisung vervollständigt worden ist.

In Figur 12 ist ein wesentlicher Teil des zuvor erwähnten Abtastdaten-Multiplexers 820 gemäß Figur 11 d dargestellt. Am Ende des ersten und jedes nachfolgenden Auflösungselementes empfängt das Eingabe-Datenregister 900 von dem Akkumulator 810 48 Bytes auf einmal, die zu 24 Worten mit jeweils 15 Bit zusammengesetzt werden, wobei zwölf Worte jedem Kanal zugeordnet sind. Die Information in jedem dieser Worte ist beispielsweise in Figur 14 d dargestellt. Diese Information liegt für jedes Auflösungselement in der Folge von gegenüberliegenden Detektoren, z. B. I, VI, II, VII usw., wobei auf die Daten des Kanals 1 die Daten des Kanals 2 für einen vorgegebenen Detektor folgen. Zu dem Zeitpunkt, wo dieser Datenstrom von dem Eingabe-Datenregister 900 empfangen wird, befindet sich.eine durch den Computer 840 unter Programmsteuerung vorgegebene Basisadresse in dem Basis-Adreßregister 910. Diese Basisadresse weist beispielsweise übereinstimmungsgemäß den Wert "4.000" auf, wobei sie jedoch durch irgendeinen Speicherplatz in einem Hochgeschwindigkeitsspeicher mit wahlfreiem Zugriff und mit beispielsweise 3.072 Speicherplätzen (128 Auflösungselemente mal zwölf Abtastzeilen mal 2 Kanäle) vorgegeben sein kann.

Betrachtet man das erste Auflösungselement 1, so befinden sich alle Detektoren I-XII am Beginn einer Abtastzeile. Der Addierer 920 befindet sich auf einem Pegel entsprechend einem Zählstand immer dann, wenn Daten nicht in die in dem Basis-Adreßregister enthaltene Speicheradresse geladen werden. Der Detektorzähler 930 befindet sich auf dem Zählstand 0 für den ersten Detektor I

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in der Folge I, VI, II, VII usw. und der Auflösungselementzähler 940 befindet sich für das erste Auflösungselement in dem Zählstand 0. Bei diesem Zustand wird somit der Zählstand von 1 in dem Ziddierer 9 20, der in diesem Fall die relative Adresse darstellt, zu der Basisadresse 4.000 in dem Addierer 920 addiert, um eine absolute Adresse von "4.001" in dem absoluten Adreßregister 9GO zu bilden. Diese Adresse, gefolgt von den Scintillations-Zählstandsdaten für den Detektor I in dem Eingabe-Register 900, einem Wort mit 16 Bit, wird über einen herkömmlichen Adressen-/Daten-Multiplexer 970 zu dem Speicher 830 des Computers 840 übertragen. Diese übertragung erfolgt über den Computerkanal mit direktem Speicherzugriff in dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel. Gemäß Figur umfaßt der Speicher 830 24 Puffer-Speicher A, B, ... M mit jeweils 128 Worten, das heiLt er weist eine Gesamtkapazität von 3.072 Worten auf. Hinsichtlich des ersten Auflösungsele-mentes 1 wird das den Zählstand des ersten Detektors innerhalb der Folge (Detektor I) darstellende Wort in dem ersten Adreßspeicherblatt des Puffers A an der Speicherstelle "4.001" gespeichert.

Der Zählstand des Detektor-Zählers 930 wird um 1 erhöht, wodurch eine Verschiebung von 128 entsprechend der Gesamtanzahl von Auflösungselementen bei derEingabe von Daten für den Detektor I in den Speicher in der zuvor beschriebenen Weise gebildet wird.

Hinsichtlich des Detektors VII, des zweiten Detektors in der Folge I, VII, II usw., befindet sich der Detektor-Zähler 230 auf dem Zählstand "1", wobei er bei der übertragung von Daten von dem Akkumulator 810 erhöht wurde und der Auflösungszähler 940 verbleibt auf dem Zählstand "0". Für den Detektor VII (und jeden anderen nachfolgenden Detektor in der Folge von z. B. VIII, IX, X, XI, XII) liefert die Komplementsteuerung

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945 das Komplement des Zählstands des Auflösungszählers 940 an den Addierer 920. Somit wird für den Detektor VII das Komplement 127 zu 128 des erhöhten Zählstands des Detektor-Zählers 930 und zu 1 in dem Addierer 920 addiert, was 256 ergibt, wobei dieser Wert zu dem Inhalt der Basisadresse addiert wird, was zu einer Adresse von 4.256 in dem Adreßregister 96 0 führt. Diese Adresse, gefol-jt von den Zählstandsdaten in dem Eingabe-Register 900, einem Wort mit 16 Bit, wird zu dem Speicher 830 des Computers 840 übertragen. Dies erfolgt, gemäß Figur 13, wobei das den Zählstand des zweiten Detektors in der Folge (Detektor VII) darstellende Wort in dem letzten AdreßSpeicherplatz des Puffers B unter 4.256 gespeichert wird. Als nächstes ist für den dritten Detektor in der Folge (Detektor II) der Zählstand des Detektorzählers 930 weiter um 1 erhöht worden, um e in es/er Schiebung um 128 auf 256 zu bilden, die dem Wert 1 in dem Addierer 920 hinzuaddiert wird. Hierdurch wird eine relative Adresse von 257.gebildet, wobei die Komplementsteuerung 945 für den Detektor II inaktiv bleibt. Der Adreßspeicherplatz für das den Zählstand des Detektors II für das erste Auflösungselement darstellende Wort ist durch 4.257 gegeben, dem ersten Adreßspeicherplatz in dem Puffer C. Für den Detektor VIII, dem nächsten Detektor in der Folge, wird der Zählstand des Detektor-Zählers 930 weiter um 1 erhöht, um eine Verschiebung um 128 auf 384 zu bilden, die dem Wert in dem Addierer 920 und dem Komplement 127 hinzuaddiert wird, um eine relative Adresse von 512 zu bilden, deren Adreßspeicherplatz durch 4.512 und den letzten Adreßspeicherplatz in dem Puffer B vorgegeben ist.

Wie aus Figur 13 und der nachstehend dargestellten Tabelle B ersichtlich ist, werden durch den Betrieb des Abtastdaten-Multiplexers 820 benachbarte Puffer für gegenüberliegende Detektoren aus entgegengesetzten Richtungen geladen.

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Beispielsweise wird das erste Wort für den Detektor I in den ersten Adreßspeicherplatz in den Puffer A geladen, während das erste Wort des gegenüberliegenden Detektors VII in den letzten Adreßspeicherplatz des Puffers B geladen wird. Die gleiche entgegengesetzte Ladung ergibt sich für die Puffer C, D; E, F; F, H; J, K; L, M. Am Ende der Abtastzeile, das heißt nach 128 Auflösungselementen, sind alle ruffer A-M in der zuvor beschriebenen Weise geladen worden, was noch weiter aus der nachstehenden Tabelle B hervorgeht. Demzufolge kann der Inhalt des Speichers 830 für eine Abtastzeile auf eine Magnetplatte 855 in einer Folge übertragen v/erden, die eine Kompensation für die entgegengesetzte Bewegung gegenüberliegender Detektoren bildet und die durch den Computer 840 in der beschriebenen Weise verarbeitet werden kann.

Die vorstehende Beschreibung war auf die erste von mehreren Abtastzeilen gerichtet, wobei zwölf Abtastzeilen bei dem Ausführungsbeispiel zu betrachten sind. Für die zweite Abtastzeile erfolgt die Bewegung des Detektors von dem Auflösungselement 128 zu dem Auflösu^gselement 1 unter Zwischenwirkung des zuvor beschriebenen Addierers 9 20, des Detektor-Zählers 930 und des Auflösungselement-Zählers, mit Ausnahme, daß die Komplement-Steuerung 945 ein Komplement für die Detektoren I, II, III, IV, V, VI anstelle für die Detektoren VII, VIII, IX, X, XI, und XII bildet.

Dies bedeutet, daß für die ungeradzahligen Abtastzeilen und die ungeradzahligen radialen Schritte die Komplementsteuerung die gleiche ist, während sich bei den geradzahligen Abtastzeilen die Komplementsteuerung umgekehrt verhält.

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TABELLE B UNGERADE RADIALE "Z"-SCHRITTE

Kanal 1

Relative

Adresse DET 1

Speicherplatz Id.folge Kanal 1

DET III Kan.

DET III.

1	1	257	3	-	3029	-	52	513	5	-	3029	-	' 54
2	25.	258·	27	3051	28	514	29	3053	30
3	49	259	51	3052	4	515	53	3054	6
127	- . 3025		3028		3030
127	3025	383	639
"128 ■	3049	384	640
129	3U50	385	641
"T3U~~	3026	386	642
-.
254	•50	510	765
"255 "	26	511	767
256'"	2	512	I 768

Kan. 1

DET VII Kan.

DET VIII Kan-

DET IX

Kan.

DET V

Kan.

DET VI

2561

21

2817

2562

45

2818

2563

69

2819

2687

3045

2943

3047

2688

3069

2944

3071

2689

3070

2945

3072

2690

3046

2946

3048

2814

70

3070

2815

46

3071

2816

Kan.

2.2

3072

DET XI- Kan.

DET XII

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TABELLE B (Fortsetzung) UNGERADE RADIALE " Z"-SCHRITTE 2856890

Kanal 1 Relative Adresse Speicherplatz

DET I
Id.folge

127

128

129

130

254

255

256

Kan..:

Kan. 1 DET II Kan. 1

DET III

3049

3025

3001

25

26

3002

3026

.3050 512

257

3051

258

3027

259

3003

383

27

384

385

386

28

510

3004

511

3028

768

513

514

515

659

640

641

642

766

767

'DET VII- Kan. 1 DET VIII Kan. 1

3053

3029

3005

29

30

3006

3030

3054

DET IX

-SS-

r	Kan. 2	DET V	-	45	-	3022	Kan. 2	DET VI	-	47	-	3024
	2561	3069	21	3046	2öl/	3071	23	3045
	2562	3045	22	3070	2818	3047	24	3072
	2563	3021	46	2819	3023	48

	2687	2943
	2688	2944
	2689	2945
	2690	2946

	2814	3070
	2815	3071
/Γ	2816	3072

Kan: 2

DET XI

Kan.

DET XII

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Zusätzlich zu der vorstehenden Berechnung der absoluten Adressen für die Scintillations-Zählstandsdaten besitzt der Abtastdaten-Multiplexer 820 die Fähigkeit, den Speicher-Ladeprozeß, den Akkumulationsprozeß und den Motorantrieb zu prüfen.

Im Falle der Ausprüfung des Speicher-Ladeprozesses prüft der in Figur 11 d dargestellte Abtastdaten-Multiplexer 820 die Fähigkeit, ein bestimmtes veränderliches Bit-Muster in allen 3.072 Speicherplätzen, die für die Speicherung der Scintillations-Zählstandsdaten benutzt werden, abzulegen. Bei der Ausprüfung des Speicher-Ladeprozesses wird die Anweisung sieben auf der Coniputer-Sammelschiene 843 mit dem Format gemäß Figur 14 c empfangen. Es folgen zwölf Bits, die irgendein Muster aufweisen können, z. B. in allen Binärstellen eine Null, eine Eins oder eine Prüfanordnung von Einsen und Nullen besitzen können. Eine durch den Computer 840 berechnete Basisadres.se, z. B. 4.000, wird in dem Basis-Adreßregister 910 gebildet. Die Anweisung ist ein Wort mit 16 Bit, wobei zunächst die Adresse und sodann die Anweisung folgt, die in dem Ausgabe-Datenregister 809 empfangen wird. Das Testmuster wird durch die letzten zwölf Bits der 16 Bit gebildet. Die Anweisung wird in dem Decodierer 819 decodiert, und das Wort mit 16 Bit wird in zwei Bytes mit jeweils 8 Bit durch einen Ausgangs-Datenmultiplexer 829 zu dem Empfänger/Sender UART-870 übertragen. Bei diesem Anweisungscode verschiebt ein Testschaltkreis die Daten in den Sender/Empfänger UART-870 zurück und sodann in einen Teil des Abtastdaten-Multiplexers gemäß Figur 12, wobei diese Daten in der zuvor anhand von Figur 12 beschriebenen Weise gehandhabt v/erden.

Diese Prüfdaten anstelle einer Detektor-Identifizierung, gefolgt von Scintillationsdaten, werden als Code sieben empfangen, dem das durch den Computer 843 erzeugte Testmuster

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folgt. Diese Daten werden in den Puffern A-M des Computerspeichers adressiert und gespeichert in der gleichen Weise, wie dies zuvor im Zusammenhang mit Figur 12 beschrieben wurde, so daß alle 3.072 Speicherplätze demgemäß mit dem Testmuster überprüft werden können.

Um den Akkumulationsprozeß zu prüfen, prüft der Abtastdaten-Multiplexer 820 die Fähigkeit des Akkumulators 810, Daten in der gewünschten Reihenfolge von gegenüberliegenden Detektoren 1-VII, II-VIII, usw. zu übertragen. In diesem Fall wird die Anweisung vier von der Computer-Sammelschiene 843 mit dem Format gemäß Figur 14 a empfangen und in das Ausgangs-Datenregister 809 gegeben. Eine Basisadresse von beispielsweise 4.000 wird von dem Computer 840 errechnet und in dem Basis-Adressregister 910 abgelegt. Die Anweisung wird in dem Decodierer 819 decodiert und ein Byte mit 8 Bit (Basisadresse, Code vier) wird durch einen Ausgangs-Daten-Multiplexer 829 zu dem Empfänger/Sender UART 870, der die Anweisung vier an den Akkumulator 810 weiterleitet, wenn er eine Anweisung vier empfängt und einen Zeittaktschaltkreis veranlaßt, einen Testschaltkreis zu triggern, der den Akkumulator 810 speist. Der Akkumulator 810 erzeugt entweder ein Muster 2525_ß für einen PHA-Kanal und ein Muster 5252_O für den anderen PIIA-

Kanal bzw. umgekehrt, wie dies durch den Taktschaltkreis vorgegeben ist. Der Akkumulator 810 speichert im vorliegenden Fall Daten durch Addition von 1 immer dann, wenn der Eingang einen positiven Wert aufweist. Die akkumulierten Daten werden sodann über den Empfänger/Sender UART-870 zu dem Abtastdaten-Multiplexer gemäß Figur 12 übertragen, wie dies auch im Falle des tatsächlichen Betriebes in der im Zusammenhang mit Figur 12 beschriebenen Weise der Fall ist. Die ersten vier Bit eines jeden Wortes bilden eine Detektor-Identifizierung "I" usw. in der Folge gegenüberliegender Detektoren, gefolgt

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von 1.536 Worten von 2-5-2-5 und 1.536 Worten von 5-2-5-2. Diese Datenworte werden adressiert und zu den Puffern A-M und A'-M¹, gemäß Figur 13, übertragen, wobei die Puffer A-M 1.536 Worte von 2-5-2-5 und die Puffer A'-M' 1.536 Worte von 5-2-5-2 (oder umgekehrt) zur Prüfung der Akkumulation empfangen.

Zur Prüfung der Motorzähler 822 und 822' prüft der Abtastdaten-Multiplexer 820 die Fähigkeit des X-Antriebszählers 822, auf 128 zu zählen (von 0 bis 127) und die Fähigkeit des Z-Antriebszählers 822', auf 12.zu zählen (0-11), wobei er Zählstände in den 3.072 aneinandergrenzenden Puffer-Speicherplätzen bildet. In diesem Fall wird die Anweisung fünf auf der Computer-rSammelschiene 843 mit dem Format gemäß Figur 14 a empfangen und in dem Ausgaberegister 809 abgelegt. Eine Basisadresse von beispielsweise 4.000 wird in dem Basis-Adressregister 910 abgelegt. Die Anweisung wird in dem Decodierer 819 decodiert,und es wird ein Byte mit 8 Bit durch einen Ausgangs-Daten-Multiplexer 829 zu dem Empfänger/Sender UART-870 übertrafen, der die Anweisung fünf an die Zähler 822 und 822"»sendet, die daraufhin von 0 bis 127 und von 0 bis 11 entsprechend fortgeschaltet werden. Bei der Anweisung fünf werden diese Daten, das heißt der Zustand dieser Zähler zu dem Ausgaberegister des Akkumulators 810 übertragen, in den normalerweise die Scintillationsdaten eingehen. Die Zählerdaten werden sodann über den Empfänger/Sender UART 870 zu der Abtastdaten-Multiplexer-Anordnung gemäß Figur 12 wie im Falle der tatsächlichen Betriebsweise übertragen, wie dies zuvor im Zusammenhang mit Figur 12 beschrieben wurde. Die ersten vier Bits eines jeden Worts bilden eine Detektor-Identifizierung "I" usw. in der Folge gegenüberliegender Detektoren, auf die 1.536 Worte und weitere 1.536 Worte folgen, die.den Zustand der Zähler 822 und 822' für die Gesamtheit von 3.072 Worten wiedergeben. Diese Datenworte werden adressiert-und

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- 4ο -

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zu den Puffern A-M und A¹-M¹ gemäß Figur 13 für die Prüfung der Zähler 822 und 822' übertragen.

In dem zuvor anhand von Figur 11 erwähnten Universal-Computer bilden die Daten-Kanalsteuerung 1.000, die Unterbrechungs-Steuerung 1.002 und die Computerdaten-Ausgabesteuerung 1.004 herkömmliche Anordnungen für eine beliebige Priorität und für die Bildung von Unterbrechungen.

Figur 8 zeigt eine Darstellung, wie sie mit dem vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erhalten wird. Die Darstellung zeigt Schichten 3-6, 2-5 Minuten pro Schicht mit dem Radionuklid 99m__r,.

Die besonderen Vorteile der Abbildungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung liegen in der Fähigkeit, aufgrund der besonders hohen erzielten Empfindlichkeit eine frühe Diagnose" von pathologischen Veränderungen zu gestatten, und Bilder zu erzielen, die genau den Ort und die Form der Abnormitäten zeigen. Ferner können Bilder in passender Weise wieder aufgesucht werden, und es kann eine Vielzahl von transaxialen Schichten in einfacher Weise erhalten werden, wobei jede Aufnahme zwei bis fünf Minuten erfordert. Ferner kann eine hohe Auflösung des Objekts vor dem Hintergrund mit ausgezeichneten funktioneilen Einzelheiten erhalten werden, was auf die Verwendung der stark fokussierten Kollimatoren in der erfindungsgemäßen Weise zurückzuführen ist. Zusätzlich können doppelte pharmazeutische Studien in einfacher Weise gleichzeitig ausgeführt werden.

Die mechanische Verwirklichung ist dergestalt, daß das gesamte System auf einem Platz von 5 χ 5 m unterzubringen ist. Das Abtastmuster mit der Verwendung von stark fokussierten Kolli-

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matoren gestattet die Verwendung von Kollimatoren mit sehr kurzer Brennweite, das heißt die Brennweite braucht nur ungefähr den halben Durchmesser des gesamten Abtastfeldes zu betragen. Darüber hinaus gestattet die kontinuierliche und im wesentlichen konstante enge Nachbarschaft der stark fokussierten Kollimatoren während der Abtastoperation eine optimale Sammlung der von dem Patienten ausgesandten Strahlung, ζ. B. liegt nicht mehr als ungefähr 15 % des Abtastfeldes außerhalb der von der Kollimator-Anordnung eingeschlossenen Winkel. Dieser Platz wird benötigt, um eine geeignete Bleiabschirmung für die Scintillationskristalle vorzusehen.

Während die vorstehende Beschreibung insbesondere sich mit dem räumlichen Ort und der Intensität einer ausgesandten Strahlung in dem Kopf eines Patienten befaßte, kann die vorliegende Erfindung mit routinemäßigen Modifikationen auch für andere Körperteile Verwendung finden, wie dies der Fachmann leicht erkennt.

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Claims

Patentanspruch

Einrichtung in Kombination mit einer Anordnung einer Gruppe von Paaren sich gegenüberliegender Strahlungsdetektoren, dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Strahlungsdetektor wenigstens eine Hälfte des Abtastfeldes in einem Weg entlang einer Folge von Auflösungselementen in einer Abtastzeile abtastet, wobei sich die Detektoren eines Paares in entgegengesetzten Richtungen über das Abtastfeld bewegen und die Detektoren in einer Rotationsfolge Scintillations-Zähldaten über wenigstens einen Impuls-Diskriminierkanal an einen Akkumulator liefern, der auf Anweisung eines Universal-Computers unter Programmsteuerung serielle Datenworte in einer Folge gegenüberliegender Detektoren liefert, wobei der Computer einen Speicher mit wahlfreiem Zugriff und einen Euffer-Speicher mit Adreß-Speicherplätzen für jeden Kanal der Detektoren aufweist, deren Anzahl der Gesamtanzahl der Auflösungselemente in einer Abtastzeile entspricht und wobei die Einrichtung aufweist:

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ein Eingabe-Datenregister für die Aufnahme der seriellen Datenworte,

ein Basis-Adreßregister für die Aufnahme eines Basis-Adreßspeicherplatzes entsprechend einem Speicherplatz in dem Computerspeicher,

eine Einrichtung zum Senden geeigneter Anweisungen von dem Computer zu dem Akkumulator und zum Senden der seriellen Datenworte zu dem Eingabe-Daten-Register,

eine Detektor-Zähleinrichtung, Auflösungselement-Zähleinrichtungen , Komplement-Steuereinrichtungen und eine eine Addiereinrichtung umfassende Einrichtung zur Errechnung eines relativen Puffer-Spsicher-Adreßspeicherplatzes für jedes serielle Datenwort, ein absolutes Adreßregister zur Bildung einer absoluten Adresse durch Kombination einer Basisadresse und einer relativen Adresse, wobei die relative Adresse dergestalt ist, daß bei der übertragung der absoluten Adresse zu dem Computerspeicher der Puffer-Speicher für einen Kanal eines vorgegebenen Detektors in einer Richtung geladen wird, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der der Puffer-Speicher für einen Kanal des gegenüberliegenden Detektors geladen wird.

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