DE2857633C2

DE2857633C2 - Means for determining the course and functionality of a blood vessel

Info

Publication number: DE2857633C2
Application number: DE19782857633
Authority: DE
Inventors: Robert Francis Dr.med. Portola Valley Calif. Shaw
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-08-31
Filing date: 1978-08-31
Publication date: 1983-07-07

Description

2020th

Koronare Herzerkrankungen sind in der westlichen Welt Todesursache bei beinahe zwei Dritteln der Männer zwischen dreißig und vierundsechzig Jahren. Von den Personen, die ihren ersten Myokardinfarkt erleben, haben sich bei mehr als der Hälfte weder Vorzeichen noch Symptome einer koronaren Herzerkrankung gezeigt Das frühzeitige Erkennen des Vorhandenseins, der Lage und der Schwere koronarstenotischer Schäden ist deshalb wünschenswert, und zwar in einer für die <'ntersuchung größerer Personenzahlen geeigneten Weise.Coronary heart disease accounts for nearly two thirds of the deaths in the western world Men between thirty and sixty-four years of age. From the people who have their first myocardial infarction experience, more than half had neither signs nor symptoms of coronary heart disease The early detection of the presence, location and severity of coronary stenosis shown Damage is therefore desirable, and indeed in one for the investigation of larger numbers of people appropriate way.

Bislang ist die Koronarangiographie die geeignetste Methode zur Beurteilung des Zustande der Herzkranzgefäße. Die Mortalität und die A.izahl der Fälle mit schweren Komplikationen, die sich bei dieser Untersuchungsmethode ergeben, sind aber unannehmbar hoch, und die Untersuchung ist außerdem schmerzhaft, teuer und zeitraubend. Deshalb wird die Koronarangiographie bei symptomfreien Patienten nicht durchgeführt, _4Q und sie ist auch für die Untersuchung größerer Bevölkerungsteile nicht geeignetSo far, coronary angiography has been the most suitable method for assessing the condition of the coronary vessels. However, the mortality and number of severe complication cases that result from this screening method are unacceptably high, and the screening is also painful, expensive, and time consuming. For this reason, coronary angiography is not performed in symptom-free patients, _4Q and it is also not suitable for examining large sections of the population

Es sind Mittel zur Bestimmung .des Verlaufs und der Funktionsfähigkeit eines Blutgefäßes, wobei das in das Blut einer Versuchsperson einzugebende Mittel ein Radionuklid enthält, das außerhalb des Körpers der zu untersuchenden Person nachweisbar ist (Nuclear Instruments and Methods 106 (1973), S. 397 bis 406 und Journal of Nuclear Medicine Ϊ6 (1975), S. 210 bis 224), bekannt, bei denen eine ein Radionuklid enthaltende Lösung in die Blutbahn der zu untersuchenden Person eingespritzt wird. Die Anreicherung der strahlenden Teilchen in bestimmten Organen wird durch tomographische Aufnahmen zahlreicher Körper- bzw. Organschnitte ermittelt, was mehr oder weniger zuverlässige _5ä Rückschlüsse auf die Organgestalt zuläßt Eine zu große Strahlendosis bzw. eine längerzeitige Anreicherung von strahlender Substanz insbesondere in Organen, wie den Herzkratizgefäßen, müssen unter allen Umständen vermieden werden. Dies ist mit dem bekannten Mittel nicht gewährleistetThey are means for determining the course and functionality of a blood vessel, the means to be introduced into the blood of a test person containing a radionuclide that can be detected outside the body of the person to be examined (Nuclear Instruments and Methods 106 (1973), p. 397 to 406 and Journal of Nuclear Medicine Ϊ6 (1975), pp. 210 to 224), in which a solution containing a radionuclide is injected into the bloodstream of the person to be examined. The accumulation of the radiating particles in certain organs is determined by tomographic recordings of numerous body or organ _slices , which allows more or less reliable conclusions to be drawn about the organ shape , must be avoided at all costs. This is not guaranteed with the known means

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Mittel zur Verfügung zu stellen, das in Verbindung mit einem geeigneten Nachweisgerät die vorsorgliche Untersuchung größerer Personenzahlen auf Erkrankungen der Herzkranzgefäße ermöglicht und dabei die Nachteile der bekannten Untersuchungsmethoden vermeidet. The invention is therefore based on the object to provide a means available in connection the preventive examination of large numbers of people for diseases with a suitable detection device of the coronary arteries and avoids the disadvantages of the known examination methods.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Mittel der beschriebenen Art gelöst, das aus Körnern einer unlöslichen Verbindung besteht, wobei die Körner Abmessungen aufweisen, die nicht wesentlich größer als 8 μπι sind.This object is achieved according to the invention by a means of the type described, which consists of grains an insoluble compound, the grains having dimensions not significantly larger than 8 μπι are.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet Aus der oben an zweiter Stelle genannten Druckschrift ist die Verwendung von Gallium 68 als Positroneiutrahler bekanntAdvantageous further developments of the invention are characterized by the subclaims The second publication mentioned above is the use of gallium 68 as a positron egg emitter known

Zum Feststellen stenotischer Schäden der Herzkranzarterien mit dem erfindungsgemäßen Mittel werden eine Anzahl Signale emittierende Körner in den Blutkreislauf eines Patienten injiziert Aus den abgegebenen Signalen wird die Geschwindigkeit des durch die Herzkranzgefäße strömenden Blutes ermitteltTo determine stenotic damage to the coronary arteries with the agent according to the invention a number of signal-emitting grains are injected into a patient's bloodstream Signals are used to determine the speed of the blood flowing through the coronary arteries

Aufgrund des hohen Umfangswiderstandes des Herzmuskel-Gefäßsystems und des beachtlichen Bereiches selbstregelnder Widerstandsänderungen, zu dem die Koronarzirkulation fähig ist, sind Verengungen der Herzkranzgefäße von achtzig bis neunzig Prozent erforderlich, um den Volumenfluß koronaren Blutes zu verringern. Dieses Bestreben der koronaren Blutströmung, den Volumenfluß auch in Fällen schwerer Stenose konstant zu halten, ist ursächlich für das späte Auftreten oder das vollständige Fehlen anginaler Symptome und die^nostizierbarer EKG-Muster beim Vorhandensein von Koronarstenosen und liefert auch die Erklärung dafür, daß volumetrische Blutströmungsmessungen zum Feststellen koronarer Schäden wenig geeignet sind.Due to the high circumferential resistance of the myocardial vascular system and the considerable area The self-regulating changes in resistance to which the coronary circulation is capable are narrowing of the Coronary vessels of eighty to ninety percent are required to increase the volume flow of coronary blood to decrease. This tendency of the coronary blood flow to increase the volume flow even in cases more severe Keeping stenosis constant is causative of the late onset or complete absence of anginal Symptoms and the ^ nostable EKG pattern in the presence of coronary stenosis and supplies also the explanation that volumetric blood flow measurements to determine coronary damage little are suitable.

Das Konstantbleiben des volumetrischen Blutstromes im Falle einer Stenose eine Geschwindigkeitserhöhung des durch den verengten Arterienabschnitt fließenden Blutes. Wenn der Volumenstrom konstant bleiben soll, muß die durchschnittliche Strömungsgeschwindigkeit innerhalb eines stenotischen Arterienabschnittes sich umgekehrt proportional zu der Veränderung der Querschnittsflächen zwischen eirem normalen und einem stenotischen Gefäßabschnitt verändern. Je schwerer die Koronarstenose ist, desto stärker steigt die Strömungsgeschwindigkeit des Blutes an.Keeping the volumetric blood flow constant in the event of a stenosis increases the speed the blood flowing through the narrowed section of the artery. If the volume flow should remain constant, the average flow velocity within a stenotic section of the artery must be inversely proportional to the change in cross-sectional areas between normal and change a stenotic vessel segment. The more severe the coronary stenosis, the more it increases Flow rate of the blood.

Die diskreten Körner aus unlöslichen Verbindungen mit Radionukliden haben erfindungsgemäß genügend kleine Korngröße, um durch die Kapillargefäße hindurchtreten zu können. Die Körner werden intravenös eingespritzt und verteilen sich stochastisch in dem Blutstrom. Die Bahnen der Körner werden, sobald sie in der Herzgegend erscheinen, mittels Hochgeschwindigkeits-Gamma-Detektoren hoher Auflösung, die den Brustkasten des Patienten umfassen, in drei Ebenen verfolgt Der zeitabhängige Verlauf der Körnerpositionen wird registriert und analysiert. Sobald ein Korn einer Bahn folgt, bei der ersichtlich ist, daß sie durch eine Koronararterie verläuft, wird die Geschwindigkeit des die Arterie durchfließenden Bluts ermittelt, indem die Durchflußzeit des Korns gemessen wird. Anhand der zu mehreren Korndurchgängen durch das koronare Gefäßsystem gesammelten Daten wird eine dreidimensionale Darstellung der lichten Weiten des koronaren Arteriensystems verfertigt.The discrete grains of insoluble compounds with radionuclides have sufficient according to the invention small grain size to be able to pass through the capillaries. The grains become intravenous injected and distribute stochastically in the bloodstream. The webs of the grains become as soon as they are in around the heart using high-speed gamma detectors high resolution, which encompass the patient's chest, followed in three planes The time-dependent course of the grain positions is registered and analyzed. As soon as a grain follows a path which can be seen to be through a Coronary artery, the speed of blood flowing through the artery is determined by measuring the Flow time of the grain is measured. Based on the multiple grain passages through the coronary The data collected is a three-dimensional representation of the clearances of the coronary vasculature Arterial system manufactured.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigtAn embodiment of the invention is explained with reference to the drawing. It shows

F i g. 1 eine zeichnerische Darstellung eines menschlichen Herzens, auf der die wichtigsten Koronararterien ersichtlich sind,F i g. 1 is a graphic representation of a human heart showing the main coronary arteries can be seen

Fi g. 2 ein in Verbindung mit einem erfindungsgemäßen Mittel eingesetztes Nachweisgerät, dessen Strah-Fi g. 2 a in connection with an inventive Means used detection device whose radiation

lungs-Detektoren um die Herzgegend einer Versuchsperson herum angeordnet sind,lung detectors around the heart area of a test person are arranged around

Fig,3 eine Vieldraht-Proportional-Meßkammer, die als Detektor in dem Nachweisgerät nach Fig.2 verwendet werden kann und3 shows a multi-wire proportional measuring chamber which can be used as a detector in the detection device according to Figure 2 and

F i g. 4 eine zeichnerische Darstellung von mit dem Nachweisgerät nach Fig,2 sichtbar gemachten Mustern, die verschiedene Kernbahnen des erfindungsgemäßen Mittels in und um das Herz herum darstellen.F i g. 4 a graphic representation of patterns made visible with the detection device according to FIG. 2, the various core webs of the invention Represent by means of in and around the heart.

Aus F i g. 1 sind die drei wichtigsten Herzkranz- oder ι ο Koronararterien ersichtlich, die sich etwas unregelmäßig verzweigen und im Durchschnitt etwa zehn sekundäre Blutgefäße aufweisen. Arteriosklerotische Schäden beschränken sich auf die epikardialen Segmente der Koronargefäße und reichen selten über den proximalen Abschnitt der Sekundärgefäße hinaus. Die größte Häufigkeit arteriosklerotischer Schaden ist innerhalb der ersten zwei bis drei Zentimeter des vorderen absteigenden Asts der linken Koronararterie 3 gegeben, ansonsten verteilen sich die Schäden ziemlich gleichmäßig auf die proximalen Abschnitte der primären und sekundären Arterien. Siebzig Prozent sämtlicher arteriosklerotischer Koronarschäden treten innerhalb der proximalen vier Zentimeter der Haupt-Koronararterien auf.From Fig. 1 are the three most important coronary or ι ο Coronary arteries can be seen, which branch somewhat irregularly and averaging about ten have secondary blood vessels. Atherosclerotic Damage is limited to the epicardial segments of the coronary vessels and rarely extends beyond the proximal section of the secondary vessels. The greatest incidence of arteriosclerotic damage is within the first two to three inches of the anterior descending branch of the left coronary artery 3 otherwise the damage is fairly evenly distributed over the proximal sections of the primary and secondary arteries. Seventy percent of all atherosclerotic coronary damage occurs within the proximal four inches of the main coronary arteries.

Die Durchschnittsgeschwindigkeit der Blutströmung durch die epikardialen Koronargefäße liegt in der Größenordnung von 30 cm/sec. Eine Verengung von fünfzig Prozent wird im allgemeinen als bedeutsam angesehen. Damit das erfindungsgemäße Mittel für den jo vorgesehenen Zweck geeignet ist, muß es also eine Unterscheidung zwischen normalen Blutgefäßen und solchen mit einem stenotischen Schaden von mindestens fünfzig Prozent und eine Feststellung weiterer bedeutsamer Querschnittsveränderungen der Gefäße ermögli- J5 chen.The average speed of blood flow through the epicardial coronary arteries is in the Order of magnitude of 30 cm / sec. A narrowing of fifty percent is generally considered to be significant viewed. So that the agent according to the invention is suitable for the intended purpose, it must be a Differentiation between normal blood vessels and those with stenotic damage of at least fifty percent and a determination of further significant changes in the cross-section of the vessels enable J5 chen.

Charakteristische Blutströmungs-Geschwindigkeiten durch stenotische Blutgefäße mit unterschiedlich starken Verengungen betragen:Characteristic blood flow velocities through stenotic blood vessels with different strengths Constrictions are:

4040

Grad der VerengungDegree of narrowing DurchschnittsgeschwindigkeitAverage speed 0%0% 30 cm/sec30 cm / sec 50%50% 60 cm/sec60 cm / sec 60%60% 75 cm/scc75 cm / scc 70%70% 100 cm/sec100 cm / sec 80%80% 150 cm/sec150 cm / sec 90%90% 300 cm/sec300 cm / sec

Da die koronare Fließgeschwindigkeit in der Ruhelage nominell etwa 30 cm/sec beträgt, sollte ein Meßgerät im Idealfall in der Lage sein, zwischen einer Fließgeschwindigkeit von 60 bis 75 cm/sec und einer solchen von 30 cm/sec zu unterscheiden, um signifikante Schaden erkennen zu können, und Geschwindigkeiten von 75, 100, 150 und 300 cm/sec zu unterscheiden, um fortschreitende Stenosen mit einer zusätzlichen Veränderung von jeweils 10% erkennen zu können.Since the coronary flow velocity in the resting position is nominally about 30 cm / sec, a Ideally, the meter will be able to measure between a flow rate of 60 to 75 cm / sec and a to distinguish between 30 cm / sec in order to detect significant damage and speeds from 75, 100, 150 and 300 cm / sec to distinguish progressive stenoses with an additional change of 10% each.

Die von den Körnern emittierten Positronen legen bekanntlich im Blut oder im Körpergewebe einen Weg von einigen Millimetern zurück, bis sie zur Ruhe kommen. Sie werden dann durch ein Elektron in dem örtlichen Gewebe aufgefangen, verbinden sich mit diesem und zerstrahlen, indem zwei Gamma-Strahlen mit jeweils 511 keV erzeugt werden, die in beinahe genau entgegengesetzter Richtung wegfliegen. Die Gamma-Strahlen können in einem gewissen Abstand mit gutem räumlichem Auflösungsvermögen festgestellt werden und eine die Punkte, in denen die Gamma-Stralilen festgestellt worden sind, verbindende Gerade geht durch ihren gemeinsamen Ursprungspunkt und innerhalb einiger weniger Millimeter an der Positronen emittierenden Quelle vorbei. Indem einige von einer einzelnen stationären Quelle stammende Gamma-Paare nachgewiesen werden, schneiden sich die zwischen den festgestellten Paaren gezogenen Geraden in einem Raumpunkt und legen somit die Lage der Positronen emittierenden Quelle festThe positrons emitted by the grains are known to create a path in the blood or body tissue of a few millimeters back until they come to rest. You are then put through an electron in that Local tissues caught, combine with this and are annihilated by two gamma rays with 511 keV each, which fly away in almost exactly the opposite direction. the Gamma rays can be detected at a certain distance with good spatial resolution and one of the points in which the gamma straliles have been established, connecting straight lines going through their common point of origin and within a few millimeters past the positron-emitting source. By some of one gamma pairs originating from a single stationary source are detected, those between the established pairs of drawn straight lines in a point in space and thus determine the position of the positrons emitting source

Herkömmliche Detektoren haben ein räumliches Auflösungsvermögen in der Größenordnung von einem Zentimeter. Da das zu untersuchende Organ sich üblicherweise in Ruhelage befindet läßt sich eine weitere Auflösung dadurch erreichen, daß eine statistisch ausreichende Anzahl von Zählungen durchgeführt wird.Conventional detectors have a spatial resolution of the order of one Centimeter. Since the organ to be examined is usually in a resting position, a achieve further resolution by making a statistically sufficient number of counts will.

Durch ein geeignetes Nachweisgerät werden die Spuren mehrerer sich bewegender cWcreter Positronen emittierender Körner, die in dem zirkulierenden Blut vorhanden sind, verfolgt Das Nachweisgerät weist die Lage der Körner nicht nur räumlich nach, sondern lokalisiert sie immer wieder erneut innerhalb kurzer Zeitintervalle. Die Häufigkeit mit der ein Korn lokalisiert werden muß, läßt sich theoretisch herleiten.With a suitable detection device, the traces of several moving cWcreter positrons emitting grains present in the circulating blood are tracked Position the grains not only spatially, but also localize them again and again within a short period of time Time intervals. The frequency with which a grain has to be localized can be derived theoretically.

Wenn das Nachweisgerät die auftreffenden Gammastrahlen mit einer Ausbeute von 20% erfaßt besteht eine Wahrscheinlichkeit von (0,2P=O₁Ol dafür, daß es beide Strahlen eines zusammengehörigen Paares erfaßt Durch Multiplizieren dieser Einzelwahrscheinlichkeiten erhält man als Gesamtwahrscheinlichkeit dafür, daß eine Positronen-Vernichtung ein tatsächlich nachgewiesenes Strahlenpaar ergibt:If the detection device detects the incident gamma rays with a yield of 20%, there is a probability of (0.2P = O ₁ Ol that it detects both rays of a pair that belong together. Multiplying these individual probabilities gives the overall probability that a positron annihilation an actually detected pair of rays results in:

P= 0,67 χ 0,25 χ 0,04=0,0067 . P = 0.67 χ 0.25 χ 0.04 = 0.0067.

Es finden somit im Durchschnitt 150 Paarbildungen statt, bis ein Paar nachgewiesen wird. Um 2000 Gamma-Paare in der Sekunde erfassen zu können, muß jedes Korn 2000 χ 150=3 χ ΙΟ⁵ Positronen pro Sekunde ausstrahlen. 3,7 χ 10⁵ Positronen pro Sekunde entsprechen einer Strahlungsquelle mit einer Aktivität von 10 Mikrocurie, so daß Einzelstrahlungsaktivitäten in der Größenordnung von 10 Mikrocurie angebracht sind.An average of 150 pairs are formed before a pair is detected. In order to be able to record 2000 gamma pairs per second, each grain must emit 2000 χ 150 = 3 χ ΙΟ ⁵ positrons per second. 3.7 10 ⁵ positrons per second correspond to a radiation source with an activity of 10 microcurie, so that single radiation activities of the order of 10 microcurie are appropriate.

Strahlungsquellen mit dieser oder einer mehrfach höheren Intensität sind ohne weiteres erhältlich; die verwendeten Körner müssen aber klein genug sein, um durch die Kapillargefäße hindurch zu gelangen, wenn sie durch eine einfache Venenpunktion eingespritzt und ihren Weg zu den Koronaarterien finden sollen.Radiation sources with this or a multiple higher intensity are readily available; the However, the grains used must be small enough to get through the capillaries if injected through a simple venipuncture and supposed to find their way to the corona arteries.

Erfreulicherweise gibt es eine größere Anzahl von Positronen-Strahlern mit einer genügend kurzen HaIbwerts:·^; so daß eine kleine Anzahl von Atomen eine hohe Zählrate ergeben. So hat beispielsweise GaIIiUm₆S eine Halbwertzeit von nur 68 Minuten and kann außerdem in einfacher und wirtschaftlicher Weise aus Germanium 68, einem Isotop mit einer Halbwertszeit von etwa 270 Tilgen, gewonnen werden. Eine reine Gallium-Quelle mit einem Volumen von einem Kubikmikrometer hat eine Intensität von 230 Mikrocurie. Während reines Gallium 68 für die Zwecke der Erfindung ungeeignet ist, da es bei Körpertemperatur flüssig ist läßt es die Größe des Anteils an Trägersubstanz, der bei aktiven Stoffen mit einer Korngröße von sechs bis acht Mikrometer normalerweise gegeben ist, zweckmäßig erscheinen, Gallium _M entweder in gemischter Form oder in an Trägerteilchen absorbierter Form alsFortunately, there are a large number of positron emitters with a sufficiently short half value: · ^; so that a small number of atoms gives a high count rate. For example, GaIIiUm ₆ S has a half-life of only 68 minutes and can also be obtained in a simple and economical way from germanium 68, an isotope with a half-life of around 270 delays. A pure gallium source with a volume of one cubic micrometer has an intensity of 230 microcurie. While pure gallium 68 is unsuitable for the purposes of the invention, since it is liquid at body temperature, the size of the proportion of carrier substance that is normally present in active substances with a grain size of six to eight micrometers makes gallium _M either in mixed form or in a form absorbed on carrier particles as

kernförmige Strahlungsquelle zu verwenden.to use nuclear radiation source.

Wie oben bereits erwähnt, gibt es drei Haupt-Koronararterien, die sich in durchschnittlich zehn sekundäre Verzweigungen aufteilen. Wenn es aus statistischen Gründen erwünscht ist, daß in jedem der zehn i Sekundärzweige drei Geschwindigkeitsmessungen durchgeführt werden, dann ist eine Gesamtzahl von 3x10 = 30 Korndurchgängen durch das koronare Gefäßsystem erforderlich. Dies ergibt dann angenähert 3ehn Durchgänge durch die proximalen Bereiche jeder ι ο der drei Haupt-Koronararterien, in denen die meisten arteriosklerotischen Schaden auftreten.As mentioned above, there are three main coronary arteries that split into an average of ten secondary ones Split branches. If for statistical reasons it is desired that in each of the ten i Secondary branches three speed measurements are made, then a total of 3x10 = 30 grain passages through the coronary Vascular system required. This then results in approximately 3ehn passages through the proximal areas of each ι ο of the three main coronary arteries in which most arteriosclerotic damage may occur.

Da die koronare Blutströmung nur etwa 5% der gesamten Blut-Fördermenge des Herzens darstellt, hat ein bestimmtes Korn lediglich eine Wahrscheinlichkeit von 0,05, bei einem einmaligen Kreislaufdurchgang in die Koronarzirkulation zu gelangen. Somit ergeben zwanzig Herzdurchgänge mal dreißig Korndurchgänge durch das Koronarsystem, d. n. insgesamt scCushürideri Korndurchgänge durch das Kreislaufsystem, die oben angegebene Redundanz für die Messungen der korona^ren Strömungsgeschwindigkeiten.Since the coronary blood flow represents only about 5% of the total blood flow rate of the heart, a certain grain has a probability of only 0.05 of getting into the coronary circulation in a single pass. Thus twenty heart passages result of thirty grain passes through the coronary system, dn total scCushürideri grain passes through the circulatory system, the above mentioned redundancy in the measurements of the corona ^r s flow rates.

Da die mittlere Kreislaufdauer eine Minute oder weniger beträgt, wäre ein einzelnes Korn, dessen Spur in dem Blutkreislauf während sechshundert Minuten verfolgt wird, für die oben angegebene Redundanz ausreichend, wenn seine Halbwertszeit genügend lang wäre und wenn es über eine Zeitdauer von zehn Stunden zirkulieren würde. Zehn Stunden sind naturgemäß für eine diagnostische Untersuchung erheblich zu jo lang. Vierzig während fünfzehn Minuten zirkulierende Körner sind hierfür viel geeigneter und ergeben eine mit sechshundert vergleichbare Anzahl von Korndurchgängen durch das Kreislaufsystem.Since the mean cycle time is a minute or less, a single grain would be its trace is tracked in the bloodstream for six hundred minutes for the redundancy noted above sufficient if its half-life were long enough and if it was over a period of ten Hours would circulate. Naturally, ten hours are considerably too long for a diagnostic examination long. Forty grains circulating for fifteen minutes are much more suitable for this and result in one with six hundred comparable number of grain passages through the circulatory system.

Die Anzahl der Körner, die für sechshundert Korndurchgänge durch den Kreislauf erforderlich ist, wird durch die Möglichkeit beeinflußt, daß die Positronen emittierenden Körner durch Kupffer'sche Zellen der Leber aus dem Blutkreislauf entfernt werden. Die Fähigkeit der Leber solche Körner zu entfernen, hängt von deren Größe und Oberflächeneigenschaften, von dem Zustand des durch Vorbehandlungen und auf andere Weise beeinflußten retikulo-endothelialen Systems sowie von weiteren Größen ab. Der Blutstrom durch die Leber beträgt in der Ruhe etwa 20 bis 25% des Herz-Fördervolumens. Wenn die Leber Körner mit einer Ausbeute von 100% aus dem Blut entfernt, muß eine Gesamtzahl von 160 Körnern zugeführt und die Untersuchung über eine Zeitdauer von fünfzehn Minuten erstreckt werden, um unter den gegebenen Umständen die gewünschten sechshundert Kreislaufdurchgänge zu erhalten. Zweckmäßig kann dabei so vorgegangen werden, daß durch eine erste intravenöse Einspritzung fünfzig Körner und anschließend neunmal nach Ablauf je einer Zeitspanne von einer Minute zwölf Körner eingeführt werden. Wenn aber die Körner durch die Leber mit einer Ausbeute von weniger als 100% ausgeschieden werden, liegt die Anzahl der in einer Zeitspanne von fünfzehn Minuten einzuspritzenden Körner zwischen hundertsechzig und vierzig. μThe number of kernels required to make six hundred kernel passes through the cycle, is influenced by the possibility that the positron-emitting grains are influenced by Kupffer's Cells in the liver are removed from the bloodstream. The liver's ability to remove such grains depends on their size and surface properties, on the condition of the pre-treatments and on other ways affected the reticulo-endothelial system as well as of other sizes. The bloodstream through the liver makes up about 20 to 25% of the heart's delivery volume at rest. When the liver has grains a yield of 100% removed from the blood, a total of 160 grains must be supplied and the Examination stretched over a period of fifteen minutes to get under the given Circumstances to obtain the desired six hundred circulatory passages. Appropriately it can do so be proceeded that by a first intravenous injection fifty grains and then nine times after a period of one minute, twelve grains are introduced. But when the grains through the liver is excreted with a yield of less than 100%, the number of in one lies Fifteen minute period of grains to be injected between one hundred sixty and forty. μ

Die Anzahl der für eine Untersuchung verwendeten Körner ist in zweifacher Hinsicht von Bedeutung, und zwar erstens bezüglich der Strahlungsbelastung des Patienten und zweitens bezüglich des für die Verarbeitung der Meßdater. erforderlichen Aufwandes. Ist der to Wirkungsgrad der Leberextraktion 100%ig, so ergibt sich eine insgesamt erforderliche Strahlendosis von hundertsechzig Körnern mal zehn Mikrocurie pro Korn gleich 1,6 Millicurie, und dieser Wert ist günstiger als die Gallium eg-Dosis von zwei Millicurie, die üblicherweise bei einer Knochenuntersuchung zugeführt wird. Die Strahlenbelastung der Leber beträgt im ungünstigsten Fall drei rad, während sich bei einer herkömmlichen Leberuntersuchung mit Hilfe von Au \n eine Dosis von sechs rad ergibt. Wenn aber die umlaufenden Körner während der fünfzehnminütigen Untersuchungszeit durch die Leber nicht ausgeschieden werden, so genügt die Zufuhr von lediglich vierzig Körnern, die eine Strahlendosis von 0,4 Millicurie ergeben. Da die radioaktive Halbwrtzeit von Gallium β« lediglich achtundsechzig Minuten beträgt, ergibt sich in dem Fall, daß die umlaufenden Körner während einer Zeitspanne von ein paar Stunden durch die Leber nicht extrahiert werden, praktisch keine Strahlenbelastung der Leber, während die Strahlenbelastung für den Rest des Körpers so weit verteilt ist, daß sie vernachlässigtThe number of grains used for an examination is important in two respects, firstly with regard to the radiation exposure of the patient and secondly with regard to that for processing the measurement data. required effort. If the efficiency of the liver extraction is 100%, the total required radiation dose of one hundred and sixty grains times ten microcuries per grain is equal to 1.6 millicuries, and this value is more favorable than the gallium eg dose of two millicuries, which is usually the case with one Bone examination is fed. In the worst case, the radiation exposure of the liver is three rad, while a conventional liver examination using Au \ n results in a dose of six rad. If, however, the circulating grains are not excreted by the liver during the fifteen-minute examination period, the intake of only forty grains is sufficient, which give a radiation dose of 0.4 millicuries. Since the radioactive half-life of gallium β «is only sixty-eight minutes, there is practically no radiation exposure of the liver in the event that the circulating grains are not extracted by the liver for a period of a few hours, while the radiation exposure for the rest of the Body is so widely distributed that it is neglected

frciuv.li f\aim.frciuv.li f \ aim.

Der für die Verarbeitung der Meßdaten erforderliche Aufwand hängt im wesentlichen von der Anzahl der Körner ab, die in dem das Herz umfassenden Sichtfeld gleichzeitig erfaßt werden müssen. Aus dem Schaltbild von Fig.2 ersichtliche Koinzidenzschaltungen 9 und Gatter oder Torschaltungen 11, 13 sind an Gammastrahlen-Detektoren 7, 8 angeschlossen, deren Aufbau aus F i g. 3 ersichtlich ist, und bilden mit diesen eine Vor-Aus Aerteeinrichtung, die lediglich solche Gammastrahlen zur Auswertung zuläßt, die als synchrone Paare auftreten und in dem Bereich der Herzgegend ausgestrahlt werden. Das Sicht· oder Meßfeld der Detektoren 7 und 8 erfaßt lediglich fünf Prozent bis sieben Prozent des gesamten Blutvolumens. Auch wenn die Ausbeute der Leberextraktion 100% beträgt, darf die Anzahl der zu irgendeinem Zeitpunkt in dem gesamten Blutvolumen des Kreislaufs vorhandenen Körner nicht mehr als 50 betragen, um die oben angegebene völlig ausreichende Redundanz der Messungen zu ermöglichen. Unter den genannten Extrembedingungen müssen nicht mehr als drei bis vier Körner gleichzeitig in dem Meßfeld vorhanden sein, dies führt zu einem durchaus tragbaren Aufwand an Auswertungsund Meßdatenverarbeitungseinrichtungen.The effort required to process the measurement data essentially depends on the number of Grains that have to be captured simultaneously in the field of view encompassing the heart. From the circuit diagram Coincidence circuits 9 and gates or gate circuits 11, 13 which can be seen from FIG. 2 are connected to gamma-ray detectors 7, 8 connected, the structure of which from FIG. 3 can be seen, and form with these one On-off device that only allows gamma rays to be evaluated as synchronous pairs occur and are broadcast in the area of the heart. The field of view or measuring field of the Detectors 7 and 8 only cover five percent to seven percent of the total blood volume. Even if the yield of liver extraction is 100%, the number of times allowed in the total blood volume of the circulatory system existing grains do not exceed 50 to the above to enable the specified completely sufficient redundancy of the measurements. Under the mentioned extreme conditions no more than three to four grains have to be present in the measuring field at the same time, this leads to a very affordable cost of evaluation and measurement data processing equipment.

Die Detektoren 7 und 8 enthalten zwei oder mehr Paare Detektor-Bausteine, die z. B. den aus F i g. 3 ersichtlichen Aufbau aufweisen können und, wie aus F i g. 2 ersichtlich, den Brustkorb des Patienten umschließen; sie lokalisieren die ankommenden Gammastrahlen mit einer Genauigkeit von etwa einem Millimeter. Die empfangene Information wird in elektrische Impulse umgewandelt und in Abhängigkeit von der Anzahl der auftretenden Ereignisse auf z. B. einem Magnetband oder auf einer Magnetplatte gespeichert, um danach in einer Meßwertverarbeitungsanlage ausgewertet zu werden. Wie erwähnt werden lediglich Gamma-Strahlen, die gleichzeitig an sich gegenüberliegenden Detektoren 7 und 8 (Fig.2) eintreffen und außerdem nur solche synchronen Paare, die in der Herzgegend erzeugt worden sind, zur weiteren Auswertung zugelassen und abgespeichert Gamma-Strahlen 7a, die gleichzeitig aus einer Gegend außerhalb des Herzens eintreffen, werden als irrelevante Daten ausgeschieden.The detectors 7 and 8 contain two or more pairs of detector modules which, for. B. from FIG. 3 can have an apparent structure and, as shown in FIG. 2 can be seen to enclose the patient's chest; they localize the incoming gamma rays with an accuracy of about one millimeter. The received information is converted into electrical impulses and depending on the number of occurrences on z. B. a magnetic tape or stored on a magnetic disk, in order to then be evaluated in a data processing system. As mentioned, only gamma rays that arrive at the opposite detectors 7 and 8 (FIG. 2) at the same time and also only those synchronous pairs that have been generated in the area of the heart are allowed for further evaluation and stored gamma rays 7a which arriving at the same time from an area outside the heart will be eliminated as irrelevant data.

Die mit den Detektoren 7 und 8 aufgenommenen Meßwerte werden in einer hier dargestellten Meßdatenverarbeitung ausgewertet, analysiert und in einem Datenspeicher zum Beispiel in einem Plattenspeicher abgespeichertThe measured values recorded with the detectors 7 and 8 are processed in a measurement data processing system shown here evaluated, analyzed and in a data store, for example in a disk storage saved

Nachdem sämtliche Intervalle innerhalb einer Herz-Diastole analysiert sind, können die für die Teilchenlagen kennzeichnenden Auswertungspunkte hintereinander angezeigt odor sichtbar gemacht werden, wie in F i g. 4 angedeutet ist, und zwar für sämtliche Zeitrahmen eines Diastole-Intervalls. Körner, die sich während der Diastole in den Herzkammern befanden, zeigen charal'i iristische Bahnlinien 57 mit kurzen zufallsbedingt verlaufenden Teilstücken. Körner, die während der Diastole durch ein Koronargefäß geströmt sind, zeigen eine längliche Bahnkurve 58 mit einer für den Verlauf der Koronararterie kennzeichnenden Form. Eine Bedienungsperson kann diese Datenbilder betrachten, die die Körnerbewegung in und um das Herz herum darstellen und eine einfache Datenauswahl aufgrund der Geometrie der Strömungsbahnen 57 und 58 treffen. Daten von Körnern, welche eine Koronararterie durchlaufen haben, werden ausgewählt, währendAfter all the intervals within a cardiac diastole have been analyzed, the evaluation points characteristic of the particle positions can be displayed one after the other or made visible, as in FIG F i g. 4 is indicated for all time frames of a diastole interval. Grains that spread during of the diastole were in the ventricles, charal'i show irisian orbital lines 57 with short, randomly running sections. Grains that during of the diastole have flowed through a coronary vessel show an elongated trajectory 58 with one for the Course of the coronary artery characteristic form. An operator can view these data images showing grain movement in and around the heart around and a simple data selection based on the geometry of the flow paths 57 and 58 meet. Data from grains which have passed through a coronary artery are selected while

Daten von Knrnern. die in eine Herykammpr pinnptrp.Data from gnomes. which pinnptrp into a Herykammpr.

ten sind und dort verweilt haben (oder einen Weg außerhalb der Herzkranzgefäße, z. B. über die Lunge, eingeschlagen haben) ausgeschieden werden.and have lingered there (or a route outside of the coronary arteries, e.g. via the lungs, have hit) are eliminated.

Die auf diese Art für jede interessierende Strömungsbahn innerhalb einer Diastole gesammelten Daten können mit einem wirksam gedehnten Zeitmaßstab erneut sichtbar gemacht werden, um die aufeinanderfolgenden Lagen eines jeden Korns mit größerer zeitlicher Auflösung zu ermitteln. In stenotischen Abschnitten mit schnellerer Blutströmung wird man eine kleinere Anzahl von Ereignissen pro Volumeneinheit feststellen. Diese 'nformation über die zeitlich aufeinanderfolgenden Lagen eines Korns wird benutzt, um die Relativgeschwindigkeiten des Korns über den gesamten Verlauf der Strömungsbahn entlang der Koronararterie zu bestimmen.The data thus collected for each flow path of interest within a diastole can be visualized again with an effectively stretched time scale to show the successive layers of each grain with greater time To determine resolution. In stenotic sections with faster blood flow, one becomes smaller Determine the number of events per volume unit. This information about the chronological successive positions of a grain is used to determine the Relative velocities of the grain over the entire course of the flow path along the coronary artery to determine.

Dieser Vorgang kann für jede Diastole der Untersuchung wiederholt werden, und anhand der so angesammelten Daten können das Vorhandensein, die Lage, die Schwere und die Ausdehnung stenotischer und erweiterter Abschnitte in den Koronararterien ermittelt werden.This process can be repeated for each diastole of the examination, and on the basis of the data thus accumulated, the presence, the location, the Determined the severity and extent of stenotic and dilated sections in the coronary arteries will.

Eine für die Eignung einer Positronenquelle wesentliche Bedingung betrifft die Energie der abgestrahlten Positronen.An essential condition for the suitability of a positron source concerns the energy of the emitted Positrons.

Es ist zweckmäßig, die von einem Positron in dem Gewebe bis zu seiner Zerstrahlung und Umwandlung in Gamma-Paare durchlaufene Wegstrecke zu begrenzen, um den Verwirrungsbereich beim Ermitteln der Lage des Radionuklids aus dem Schnittpunkt der Flugbahnen von Gamma-Paaren möglichst zu verringern. Da die Reichweite eines Positrons mit einer Energie von 1 MeV 0,5 gm/cm² oder 5 mm im Gewebe beträgt, ist eine mittlere Positronen-Energie unter einem MeV anzustreben. Die kleinste Abmessung der zirkulierenden Körner soll nicht mehr als 6 bis 8 um im Durchmesser betragen, so daß sie das Kapillarsystem frei durchwandern können und jedes Korn sollte mindestens 3XlO⁵ Positronen pro Sekunde erzeugen. Die spezifische Aktivität (Anzahl der radioaktiven Zerfallsvorgänge/Sekunde/Gramm) eines Radionuklids, das bei der angegebenen Teilchengröße in der Lage ist, diesen Positronen-Strom zu liefern, hängt von den physikalisch-chemischen Eigenschaften des Radionuklids und von der Art ab, in der es mit der Trägersubstanz Körner bildet Diese spezifische Aktivität eines Radionuklids ist seiner Halbwertszeit umgekehrt proportional Zum Erreichen annehmbarer Halbwertszeiten muß das Herstellverfahren des Radionuklids und die zum chemischen oder physikalischen Umwandeln des Radionuklids in ein Teilchen geeigneter Größe erforderliche Zeit berücksichtigt werden.It is advisable to limit the distance traveled by a positron in the tissue until it is annihilated and converted into gamma pairs in order to reduce the area of confusion as far as possible when determining the position of the radionuclide from the intersection of the trajectories of gamma pairs. Since the range of a positron with an energy of 1 MeV is 0.5 gm / cm ² or 5 mm in the tissue, an average positron energy below one MeV should be aimed for. The smallest dimension of the circulating grains should be no more than 6 to 8 µm in diameter so that they can freely pass through the capillary system and each grain should ^{produce at least 3X10 5} positrons per second. The specific activity (number of radioactive decay processes / second / gram) of a radionuclide that is able to deliver this positron current with the specified particle size depends on the physicochemical properties of the radionuclide and on the type in which it forms grains with the carrier substance This specific activity of a radionuclide is inversely proportional to its half-life.

Gallium 68 ist aufgrund seiner nachfolgend aufgeführten radioaktiven Eigenschaften eine geeignete Strahlungsquelle:Gallium 68 is a suitable radiation source due to its radioactive properties listed below:

Halbwertszeit Zerfallsprodukt ίο ZerfallsartenHalf-life Decay product ίο types of decay

mittleremiddle

Positronenenergie HerstellungPositron energy Manufacturing

68 Minuten stabiles ⁶⁸Zn 88%+von denen 86% in den Grundzustand ⁶⁸Zn übergehen68 minutes stable ⁶⁸ Zn 88% + of which 86% go into the ground state ⁶⁸ Zn

1 MeV1 MeV

durch Zerfall vonby decay of

Germanium 68, das eineGermanium 68, the one HalbwertszeitHalf-life

von 275 Tagen hatof 275 days

GaIIiUm₆₈ ist ein von einem langlebigen Ausgangsprodukt kontinuierlich erzeugtes kurzlebiges Folgeprodukt. Germanium 6β ist im Handel preisgünstig erhältlich (weniger als eintausend Dollar für die vorstehend für den ungünstigsten Fall ermittelte spezifische Aktivität).GaIIiUm ₆₈ is a short-lived secondary product continuously generated from a long-lived starting product. Germanium 6β is commercially available at low cost (less than one thousand dollars for the worst case specific activity identified above).

Um das GaIIiUm₆S aus diesem Ausgangsstoff zu gewinnen, wird es zweckmäßigerweise mit einer wäßrigen EDTA (Aethylendiamin-Tetraacetat)-Lösung aus dem Germanium herausgewaschen. Ga 68 kann von dem Ga-EDTA-Komplex abgetrennt weraen, indem esIn order to obtain the GaIIiUm ₆ S from this starting material, it is expediently washed out of the germanium with an aqueous EDTA (ethylenediamine tetraacetate) solution. Ga 68 can be separated from the Ga-EDTA complex by adding mit einer hochsaueren Eisenlösung gemischt oder ind^m das EDTA abgedampft wird.mixed with a highly acidic iron solution or in the EDTA is evaporated.

Gallium ist ein chemisch äußerst reaktives Element, welches leicht viele anorganische, unlösliche Verbindungen mit Eisen, Zinn, Sulfaten, Chromaten, PhosphatenGallium is a chemically extremely reactive element, which easily contains many inorganic, insoluble compounds with iron, tin, sulfates, chromates, phosphates

Ji usw. bildet. Ein leicht herzustellender kristalliner Komplex ist (Ga)(Cr)(PO^, das dargestellt wird, indem ein mit Phosphat gepuffertes Chromsalz zu dem ausgewaschenen Gaee-EDTA-Komplex hinzugefügt und das EDTA und das Wasser abgedampft werden. DieJi etc. forms. An easy to make crystalline Complex is (Ga) (Cr) (PO ^, which is represented by adding a phosphate buffered chromium salt to the washed out Gaee-EDTA complex and the EDTA and water are evaporated. the zurückbleibenden Kristalle werden zerkleinert und bis zu der erforderlichen Korngröße ausgesiebt und in eine für die intravenöse Einspritzung geeignete Trägerflüssigkeit eingegeben. Es können aber auch andere Strahlungs-emittierende Quellen in Verbindung mit demremaining crystals are crushed and up sieved to the required grain size and poured into a carrier liquid suitable for intravenous injection. But others can too Radiation-emitting sources in connection with the

■n erfindungsgemäßen Gerät verwendet werden. So können beispielsweise kornförmige Röntgen-Strahlungs-Quellen in das Blut eingegeben und dadurch festgestellt werden, daß ein um den Brustkasten des Patienten angeordneter fotografischer Film über kurze■ n device according to the invention can be used. So For example, granular X-ray radiation sources can be entered into the blood and thereby found that a photographic film placed around the chest of the patient over short

w Zeitspannen belichtet wird.w periods of time is exposed.

Das Nachweisgerät besteht aus einem oder mehreren Paaren von Detektoren 7,8, T, 8', die vorzugsweise so angeordnet werden, daß sie die Brust der Versuchsperson umschließen, wie aus Fig.2 ersichtlich. JederThe detection device consists of one or more pairs of detectors 7, 8, T, 8 ', which are preferably arranged in such a way that they enclose the test subject's chest, as can be seen from FIG. Everyone Detektor 7, T, 8,8' kann als Sandwich-Anordnung von fünf Vieldraht-Porportionalkammern ausgebildet sein, die in bekannter Weise an einen 1-mm-Blei-Konverter angeschlossen ist Solche Detektoren weisen eine aktive Fläche von 50 cm χ 50 cm und eine Gesamtstärke vonDetector 7, T, 8, 8 'can be designed as a sandwich arrangement of five multi-wire proportional chambers, which is connected in a known manner to a 1 mm lead converter. Such detectors have an active area of 50 cm × 50 cm a total thickness of 5 cm auf. Die bei der Zerstrahlung entstehenden 0,511-MeV-Photonen werden in dem Blei in Elektronen umgewandelt, und die Zerstrahlung-Vektoren werden in zwei gegenüberliegenden Viel-Draht-Proportionalkammern festgestellt (F i g. 2\ Detektoren dieser Bauart, bei5 cm. The 0.511 MeV photons produced during the annihilation are converted into electrons in the lead, and the annihilation vectors are determined in two opposite multi-wire proportional chambers (Fig. 2 \ detectors of this type, at denen eine Vervielfachung ohne Funkenbildung benutzt wird, um die Lage der Ereignisse zu bestimmen, sind in der Literatur beschrieben (vgl. z. B. Charpak, et aL NucL Inst Methods 62:262, 1968; 65:217. 1968: 88:149.where non-sparking multiplication is used to determine the location of events are in described in the literature (cf. e.g. Charpak, et al. NucL Inst Methods 62: 262, 1968; 65: 217. 1968: 88: 149.

1970). Solche Detektoren bestehen z. B. aus Dreidraht-Gittern, wobei das mittlere Gitter an einer bezüglich der anderen zwei Gittern positiven Gleichspannung liegt. Zum Abbilden von Gammastrahlen wird eines der äußeren Gitter durch einen Blei-Konverter ersetzt, der sehr nahe an Hern Hochspannungs-Gitter (=»1 mm) angeordnet wird. Die zwei Gitter sind mit rechtwinklig zueinander ve. laufenden Drähten versehen, und sie können in größerem Abstand voneinander angeordnet sein (5 bis 10 mm). Die aus der Umwandlung entstehenden Elektronen erzeugen beim Durchfliegen des in der Kammer enthaltenen Gases Elektron-Ion-Paare. Die Elektronen werden in Richtung auf einen Draht mit hoher positiver Spannung beschleunigt, wobei sie sich in dem Bereich hoher Feldstärke in der Umgebung des Drahtes schnell vervielfachen. Dies ergibt einen Spannungsstoß an dem Draht. Ein entsprechender Spannungsstoß wird an den Drähten der Or'inrlehene induziert. Indem die Drähte festgestellt werden, an denen diese Spannungsstöße auftreten, läßt sich die räumliche Lage des Ereignisses ermitteln. Dies kann durch kapazitive Kopplung der Drahtgitter an Verzögerungsglieder geschehen, wie aus F i g. 3 ersichtlich. Durch Messen der Zeitdifferenz zwischen der Erzeugung des Spannungsstoßes und dessen Ankunft an dem Ende des Verzögerungsglieds läßt sich die Lage des Ursprungs des Spannungsstoßes und damit die räumliche Lage des Ereignisses ermitteln. Mit der beschriebenen technischen Ausrüstung lassen sich Lageortungen mit einer Genauigkeit von einem Millimeter, Datenübertragungsgeschwindigkeiten von mehr als 1 OVSekunde und Auflösungszeiten in der Größenordnung von 30 bis 60 Nanosekunden erreichen. Sämtliche Drahtgitter können aber auch an eine zentrale Recheneinheit oder einen Computer angeschlossen und damit simultan auftretende Paare von Zerstrahlungs-Photonen direkt ermittelt und lokalisiert werden.1970). Such detectors consist e.g. B. of three-wire grids, the middle grid on one with respect to the the other two grids are positive DC. For imaging gamma rays, one of the outer grid replaced by a lead converter, which is very close to Hern high-voltage grid (= »1 mm) is arranged. The two grids are at right angles to each other. running wires provided, and they can be arranged at a greater distance from one another (5 to 10 mm). The one from the conversion The resulting electrons generate electron-ion pairs when the gas contained in the chamber flies through. The electrons are accelerated towards a wire with a high positive voltage, they multiply rapidly in the area of high field strength in the vicinity of the wire. this results in a voltage surge on the wire. A corresponding voltage surge will appear on the wires the Or'inrlehene induced. By having the wires established at which these voltage surges occur, the spatial location of the event can be determined. this can be done by capacitive coupling of the wire mesh to delay elements, as shown in FIG. 3 can be seen. By measuring the time difference between when the voltage surge was generated and when it arrived the end of the delay element can be the location of the origin of the voltage surge and thus the spatial Determine the location of the event. The technical equipment described can be used to locate the situation with an accuracy of one millimeter, data transfer speeds of more than 1 OVsecond and achieve resolution times on the order of 30 to 60 nanoseconds. All wire mesh but can also be connected to a central processing unit or a computer and thus simultaneously occurring pairs of annihilation photons can be determined and localized directly.

Auch bei allein Positronen emittierenden Strahlungsquellen sind die Mehrzahl der festgestellten Ereignisse einzelne Gamma-Strahlen, da der jeweils zweite Strahl das System wegen dessen beschränkter Annahme- und Nachweisfähigkeit verläßt Außerdem kann ein Teil der Zerstrahlungs-Photonen in dem die Quelle umgebenden Gewebe umgewandelt werden, wobei die Anzahl der potentiellen Koinzidenz-Zählungen in beiden Detektoren weiter verringert wird.Even with radiation sources emitting positrons alone, the majority of the detected events individual gamma rays, since the second ray is the system because of its limited acceptance and Ability to detect also leaves part of the Annihilation photons in the tissue surrounding the source are converted, with the number of potential coincidence counts in both detectors is further reduced.

Wird lediglich der scbaltungstechnische Teil dieses Problems betrachtet und ein Faktor von 0,25 für Cornfton-Streuung der Zerstrahlungs-Photonen berücksi! htigt, kann bei unter sich identischen Detektoren 7 und 8, die wie aus F i g. 2 ersichtlich, symmetrisch die vier Seiten eines Würfels bilden, folgendes festgelegt werden:If only the wiring part of this problem is considered and a factor of 0.25 for Take into account the Cornfton scattering of the annihilation photons! htigt, detectors 7 and 8 which are identical to one another and which are shown in FIG. 2 can be seen, symmetrically the form four sides of a cube, the following can be determined:

G die geometrische Annahmefähigkeit des Systems für die einzelne Stellung der Strahlungsquelle, G the geometric acceptability of the system for the individual position of the radiation source,

e der Wirkungsgrad für den Nachweis eines einzelnen 511-KeV-Photons,e is the efficiency for the detection of a single 511 KeV photon,

N die Anzahl der bei der Strahlungsquelle pro Sekunde auftretenden Zerstrahlungen, N is the number of annihilations per second from the radiation source,

τ die Auflösungszeit der Kammer.τ is the dissolution time of the chamber.

Für den Fall eines reinen Positronen-Strahlers kann angesetzt werden:In the case of a pure positron emitter, the following can be assumed:

C = 0,66 C = 0.66

e = 0,20e = 0.20

τ = 5Ox 10-⁹Sekundenτ = 5Ox 10- ⁹ seconds

N = lOMikrocurie N = 10 microcuria

Ci = 3,7 χ 10⁵SekundenCi = 3.7 χ 10 ⁵ seconds

Die Rate (Anzahl der Ereignisse pro Zeiteinheit) der zufälligen Koinzidenzen A aufgrund des Nachweises zweier unkorrelierter Ereignisse beträgt:The rate (number of events per unit of time) of the random coincidences A based on the detection of two uncorrelated events is:

die beinah gleichmäßig über das Feld verteilt ist, woraus sich eine niedrige Hintergrund-Datendichte ergibt. Die Anzahl tatsächlicher Ereignisse Rbeträgt:which is almost evenly distributed over the field, resulting in a low background data density. The number of actual events R is:

R = 0,25 Ge²A/= 2,5 χ 1 Wsec , R = 0.25 Ge ² A / = 2.5 χ 1 Wsec,

wobei diese auf ein kleines Volumen konzentriert ist. Die einfache durchschnittliche Datenrate in jeder Kammer beträgt:where this is concentrated in a small volume. The simple average data rate in each Chamber is:

S=- x— XiV = 4,8 x 10³/sec,S = - x— XiV = 4.8 x 10 ³ / sec,

was ohne weiteres den Möglichkeiten eines solchen Detektors entspricht.which easily corresponds to the possibilities of such a detector.

Hierzu 3 Blatt ZeichnungenFor this purpose 3 sheets of drawings

Claims

Patent address:

1. Means for determining the course and the Functionality of a blood vessel, the agent to be introduced into the blood of a test person contains a radionuclide that can be detected outside the body of the person to be examined, characterized in that the agent consists of grains of an insoluble compound, wherein the grains have dimensions that are not significantly larger than 8 μητ.

2. Means according to claim 1, characterized in that the radionuclide with a positron emitter a positron energy of less than 1 MeV.

3. Means according to claim 2, characterized in that the positron emitter is gallium