KR970010362B1

KR970010362B1 - 향상된 신호 처리 능력을 갖춘 감마선 검출기 및 이의 측정 방법

Info

Publication number: KR970010362B1
Application number: KR1019890013830A
Authority: KR
Inventors: 크레이그 램시 레이몬드; 오. 더스튼 마린
Original assignee: 네오프로브 코포레이션; 제리 케이. 뮬러 쥬니어
Priority date: 1988-09-23
Filing date: 1989-09-23
Publication date: 1997-06-25
Also published as: KR900005190A; DE68907697D1; AU613795B2; JPH02198385A; ATE91797T1; US4889991A; JP2557109B2; IL91754A0; IL91754A; EP0369927A1; AU4160089A; EP0369927B1; ES2047146T3; CA1313429C; DE68907697T2

Abstract

내용없음.

Description

향상된 신호 처리 능력을 갖춘 감마선 검출기 및 이의 측정 방법

제1도는 본 발명의 계기 시스템을 나타내는 탐침 기구(probe instrument) 및 이와 결합된 콘솔(console)을 나타내는 사시도.

제2도는 내부 고조를 보여주기 위해 부분 절단된 제1도에 도시된 탐침 기구의 측면도.

제3도는 제2도의 탐침 기구의 전방향 조립순의 분해도.

제4도는 제3도에 도시된 실시예의 탐침 기구의 전방부분의 단면도.

제5a 및 5b도는 상호 결합하여 본 발명의 탐침 기구와 관련된 제어 시스템의 기능적 구성 부품의 블록선도.

제6도는 제1도와 관련하여 예시된 제어 콘솔의 소정 스위칭 기능에 대해 실행되는 스위칭 작동과 연관된 기능들을 나타내는 선도.

제7도는 제1도에 표현된 제어 콘솔의 디스플레이에 이용되는 데이타의 개략적 표현을 나타내는 도면.

제8a 및 8b도는 상호 결합하여 본 발명의 시스템의 제어 프로그램을 기술하는 흐름도.

제9a도는 본 발명의 음향 발생 구성부품에 따른 인터럽트(interrupt)에 의해 발생되는 구형파를 나타내는 개략도.

제9b도는 본 발명에 따른 음향 발생 인터럽트 방법을 보여주는 흐름도.

제10도는 본 발명의 시스템에 사용되는 스켈치 교정 루틴(squelch calibration routione)을 보여주는 흐름도.

제11도는 본 발명에 따른 가청 큐잉(audible cuing)을 제어하기 위한 방법을 나타내는 개략도.

제12도는 본 발명의 시스템에 사용되는 경보음 발생을 보여주는 흐름도.

제13도는 본 발명에 따른 계수 비를 계산하기 위한 방법을 보여주는 흐름도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

12 : 탐침 14 : 3축 케이블

16 : 콘솔 18 : 창

22 : 손-파지 부분 26 : 디스플레이

30 : 키보드 또는 스위치 50 : 튜브

56 : 커버 58 : 결정

76 : 슬러그 78 : O-링

90 : 지지 표면 100 : 층

136 : 바이어스 필터 140 : 전원 공급

144 : 적분기 148 : 구동 증폭기

168 : 정규화 증폭기 170 : 아날로그-디지탈 변환기

176 : 마이크로프로세서 184 : 잡음 평균기

196 : 버퍼 증폭기 200 : 상한 윈도우 비교기

202 : 하한 윈도우 비교기 220 : 실시간 펄스 판별기

226 : 볼륨제어 234 : 음향 증폭회로

236 : 스피커 242 : 입출력 장치

246 : LED 구동회로 252 : 단자

258 : 실시간 클럭 모드

본 발명은 손으로 파지하는 탐침을 이용하여 동물 조직에서의 감마선 소스 집중(gamma radiation source concentrations)의 검출 및 위치측정을 개량하기 위한 장치, 시스템 및 방법에 관한 것이다.

여러해 동안 암 조직을 발견하여 이를 치료하는 것은 열띤 연구 대상이었다. 암 조직에 대한 많은 접근 방법중 하나는 종양 특이식 항원(tumor specific antigens)의 식별에 집중된 것이었다. 이러한 항원들이 확인 될 수 있는 경우로서 종양 위치에 집중되는 성향의 방사성 핵종으로 분류된 항체들이 사용되었다. 이렇게 집중되고 난 다음에는, 예를 들면 방출 물질의 집중을 이미징(imaging)함으로써 기록하고 종양 조직의 위치를 찾기 위해 꽤 정밀한 복사 검출 장비가 사용된다. 이러한 절차에서 다양한 형태의 방사성 핵종을 갖는 모노클로날 항체(monoclonal antibodies)나 이들의 단편을 사용하는 과정에서 중요한 진전이 이루어졌다. 이러한 항체들의 이미징을 수행하기 위한 대표적인 방법들로서는 예를 들면 단충 촬영 주사법(tomographic scanning), 면역 섬광 계수법(immuno-scintigraphy) 등과 같은 방법들을 포함할 수 있다. 항체들을 표지하기 위해 특이한 방사성 핵종을 선택하는 것은 핵종의 속성, 물리적 반감기, 검출 기기의 성능, 방사분류된 항체의 약동학(pharmacokinetics of the radiolabeled antibody), 및 분류 절차의 난이도에 따라 의존된다. 핵 의학 이미징에서 이러한 방사능 행종중 Tc, 가장 널리 사용되는 것은 테크네튬(technetium) 요오드(iodine)¹²⁵I,¹³¹I, 및 인듐(indium)¹¹¹IN이다. 상기한 것 중에서 위장관(gastro-intestinal tract)종양위치를 찾아내는 데는 방사성 핵종¹³¹I가 이미징 과정동안 환자의 몸 위에 위치되는 비교적 크고 정교한 장치인 이미징 감마 카메라와 같은 장치와 함께 마커(marker) 또는 표지(label)로서 사용된다.

다소 광범위한 이용에도 불구하고,¹³¹I는 진단 의학에 사용하기에는 이상적인 방사성 핵종은 아니다.¹³¹I로부터 방출된 고 에너지 감마-광자(gamma-photon)은 전통적인 감마 카메라 등과 같은 기기로는 빈약하게 검출된다. 더우기, 투여된 마커에 의한 방출은 환자에게 큰 방사선 조사량을 전달한다. 또한 이러한 외부적 이미징 장치들의 이미징의 명료도(imaging definition)은 여러가지 이유들로 인해 만족스럽지 못한 것이었다. 종양의 위치가 작게 되면, 그 위치에서는 방사능 핵종의 집중은 환자에게 반드시 존재하는 바탕 또는 울혈 복사(background of blood pool radiation)에서 이미징 지점으로부터 상실될 것이다.

최근 수년간에 걸쳐, 예를 들어¹²⁵I(27-35 Kev)와 같은 휠씬 낮은 에너지 감마 방출 레벨의 사용을 통하여 종양 조직의 미세화 및 제거에 관한 수술 절차가 발전되었다. 이러한 방사능 표지(radiolabel)은 종래의 외부적 이미징 또는 주사 장치들에는 사용될 수 없는 바, 이유는 복사가 종양과 환자의 신체 표면사이에 개재하는 조직에 의해 강하게 흡수되기 때문인 것이나, 탐침형의 검출기와 같이 사용될 때에는, 고효율의 미세화 기술이 전개될 수 있다는 것이 알려져 있다. 더욱 상세히 말하자면, 방사능 표지된 항체를 환자에게 도입하는 때로부터 수술에 이르기까지의 적절한 시간적 간격의 비중을 포함하는 수술 방법론과 결합된 이 형태의 방사능 표지의 반감기는 더 길기 때문에 암 조직을 상당히 정확하게 미세화할 수 있다. 암 조직의 위치를 찾아내어 미세화하고 제거하는 이 개량된 방법은, 종양 조직을 갖고 있는 것으로 추정되는 환자에게 종양 조직에 특이하며 위에서 지적한 특이 에너지 레벨의 광자 방출을 보이는 방사성 동위원소로 표지된 항체의 유효량을 투여하는 수술 절차를 포함한다. 다음의 수술 절차는 표지된 항체가 환자에게 있는 어떤 종양 조직에 바람직하게는 집중하도록 하며 또한 종양 조직으로부터 바탕 광자 방출로의 광자방출비를 증가시키기 위해 정상 조직으로부터는 제거되도록 하기 위해 이러한 투여 뒤에는 일정한 시간동안 지연된다. 그런다음, 환자의 수술 범위는 외과적으로 접근되며, 종양 조직에 대해 검사되는 수술 범위내의 조직은 바탕 광자 방출 계수를 결정하도록 한다. 일단 수술 범위내에서 조직에 대한 바탕 광자 방출 계수가 결정되면, 손-파지(hand-held)형 탐침이 종양으로 의심이 되는 수술 범위 근방의 조직내에 수조작에 의해 위치된다. 이러한 기술은 방사 면역 안내 수술(radio immuno-guided surgery; RIGS)이라고 하는 것으로, 의학박사인 이, 더블유, 마친 2세(E.W Martin, Jr.,) 및 엠. 오유. 더스턴(M. O. Thurstion)에 의해 개발된 수술 방법이다. 추가적인 정보를 위해, 미세화를 설명하는 탐침을 참조할 것이 요망되며, 이 점에 대해 다음과 같은 기술 서적을 참조할 수 있을 것이다.

Ⅰ. 마틴 2세, 민턴, 카레이에 의한 외과 연보 202 : 1(1985년 9월) 301-12의 콜로렉털 악성종양의 1차 절단 후 무증후성 환자의 CEA-지향 2차 조사 수술[CEA-Directed Second-Look Surgery in the Asymptomatic Patient after Primary Resection Of Colorectal Carcinoma, E.W. Martin, Jr., Md, J. P. Minton, MD, PhD, Larry C. Carey, MD. Annals of Surgery 202 : 1(Sept. 1985 301-12.].

Ⅱ. 외디어, 모이즈식, 힌클, 루소, 올슨, 더스턴, 맥카브, 파라 및 마틴 2세에 의한 외과 기록서 121(1986년 12월) 1321-1394의 모노클로날 항체를 이용하는 내부 동작적 탐침 지향 면역 검출[Intraoperative Probe-Directed Immunodetection Using a Monoclonal Antibody, P.J. O'Dwyer, MD, C.M. Mojzsik, RN MS, G.H Hinkle, RPh, MS, M. Rousseau, J. Olsen, MD, S.E. Tuttle, MD, R.F. Barth, PhD. MO. Thurstion, PhD, D.P. McCabe, Md, W.B. Farrar, MD, E.W. Martin, Jr., MD. Archives of Surgery. 121(Dec. 1986) 1321-1394].

Ⅲ. 미틴, 힌클, 터틀, 올슨 아브델-나비, 하우첸스, 더스턴 및 마틴 2세에 의한 미합중국 외과지 150 : 6(1985년 12월) 672-75의 손-파지형 방사능 검출기를 갖는 콜로렉털 종양의 내부 동작적 방사능 면역 검출[Intraoperative Radioimmunodetection of Colorectal Tumors whith al Hand-Held Radiation Detector, D.T. Martin, MD, G.H. Hinkle, MS RPh, S. Tuttle, MD, J. Olsen, MD, H. Abdel-Nabi, MD, D. Houchens, PhO, M. Thurstion, PhD, E.W. Martin, Jr., MD. American Journal of Surgery, 150 : 6(Dec., 1985) 672-75].

Ⅳ. 아이트켄, 더스턴, 힌클, 마틴, 하아젠슨, 터틀 및 마틴 2세에 의한 외과 연구지 36 : 5(1984년) 480-=489의 실험적 결장 종양의 이종식피의 방사 면역 위치 측정용 휴대용 감마 탐침[Portable Gamma Probe for Radioimmune Localization of Experimental Colon Tumor Xenografts, D.R. Aitken MD, M. . Thurstion, PhD, G.H. Hinkle, MS RPh, D.T. Martin, MD, D.E. Haagensen, Jr., MD, PhD, D. Houchens, PhD, S.E. Tttle, MD, E.W. Martin, Jr., MD. Journal of Surgical Research, 36 : 5(1984) 480-489].

Ⅴ. 마틴, 터틀, 루소, 모이지식, 외디어, 힌클, 밀러, 굳윈, 오레디프, 바쓰, 올슨, 하우첸스, 제웰, 버키, 아담즈, 스테플스키 및 더스턴에 의한 하이브리도마 5 추록 1(1986년) S97-108의 방사면역 안내원 수술 : 콜로렉털 암에 모노클로날 17-1A의 내부 동작적 사용 [Radioimmunoguided Surgery : Intraperatiove Use of Monoclonal Antibody 17-1A in Colorectal Cancer, E.W. Martin Jr., MD, S.E. Tuttle, MD, M. Rousseau, C.M. Mojzisik, RN MS, PJ. P'Dwyer, MD, G.H. Hinkle, MS RPh, E.A. Miller, R.A. Goodwin, O.A. Oredipe, MA, R.F. Barth, MD, J.O. Olsen, MD, D. Houchens, PhD, S.D. Jewell, MS, D.M. Bucci, BS, D. Adams, Z. Steplewski, M.O. Thurston, PhD, Hybridoma 5 Suppl 1(1986) S97-108].

추가적인 참고자료로서 에드워드 더블유 마틴 2세(Edward W Martin, Jr.) 및 말린 오우 더스틴(MarlinO. Thurston)에 의해 1986년 9월 10일자로 출원된 미합중국 출원번호 06/905, 880의 종양의 발견, 미세하 및 제거를 위한 방법이란 명칭의 특허 출원이 있다.

이 고효율의 미세화 및 위치 측정 기술의 성공은 절차에서 필수적으로 전개되는 극소량의 반사능을 검출할 수 있는 탐침형 검출 장치를 이용할 수 있는 점에서 예견된다. 이 점에서,¹²⁵I와 같은 에너지 핵종들이 사용되며, 뉴클리드(nucleid)를 갖는 방사능 표지된 항체의 분포는 아주 성기므로 바탕 방출이 최소화 될 수 있으며 바탕 계수(background counts)에 대한 종양-특이 계수(tumor-specific counts)의 비가 최대화될 수 있다. 데넨(Denen)등에 의한 1987. 3. 17자로 출원된 미합중국 출원번호 07/027,197에는 탐침 기구 및 엄밀한 수술 환경에 적합하게 한 소형의 크기내에 건강한 구조를 보유한채 치러한 저에너지 방사성 핵종들을 사용하기 위해 필요한 감도를 갖는 관련된 제어 회로에 대해 기술되어 있다. 이 탐침 장치는 네오프로브(NEOPROBE)기기라는 상표하에 현재 이용되고 있다.

정형적으로, 가이거 계수기(Geiger counters)와 같은 방사능 검출기 제어 콘솔들은 검출된 충돌 방사선의 상한 및 하한 에너지 한계치 평가를 수행하도록 가능하다. 실무상 검출된 각각의 충돌은 계수되어 째깍 소리가 난다.어떤 검출기 응답 회로는 경적음이 무엇인지를 전개하기 위해 이러한 돌발적 출력음의 지속 기간을 연장시킨다. 마찬가지로, 고체 상태 계수기 구성부품에서는 예를 들면 방사능 검출기로부터의 가청 출력의 주파수를 조정하도록 실행되는 10분 기능(divide-by-ten function)이 제안되었다.

네오프로브 검출 기기를 갖춘 수술시에서의 수술경험은 RIGS 절차중에 부딪치게 되는 방사능은 상당히 무작위적이라는 것을 보여준다.¹²⁵I가 방사능 표지 또는 마커로서 사용되며 마커를 환자에게 주입한 때로부터 수술에 이르기까지의 시간 간격이 다양한 경우에는 바탕대 종양 비(backgound-to-tumor ratios)는 광범위하게 변화한다. 이러한 변동은 탐침 기구가 조직 부위에서 조직 부위로 소정의 수술과정에서 이동조작될 때에도 관찰된다. 결과적으로 계수비를 유도하기 위해 특정 시간 간격에 걸쳐 단순히 방사능 충돌이나 계수의 평균을 내는 방법이 사용되는 경우에는, 가청 판독 지점으로부터 불만족스럽고도 다소 어긋난 결과가 얻어진다. 따라서, 이러한 탐침 기구를 이용하는 외과 의사를 위해 비교적 일정한 가청 큐잉(audible cuing) 시스템을 개발이 필요한 것으로 결정되었다. 이러한 시스템은 의사 가청 출력이 전개되는 것이 방지되어야 하며, 외과 의사가 종양의 위치를 용이하게 찾을 수 있도록 일정성과 신뢰성을 보여주는 신호처리를 나타내는 출력을 제공해야 한다.

본 발명은 손으로 파지하는 탐침을 이용하여 동물 조직에서의 감마선 소스 집중의 검출 및 위치 측정을 개량하기 위한 것이다. 수술실 내에서 사용될 때, 그러한 소스 집중에 관한 가청 큐잉은 음향 주파수 출력의 발생을 통하여 상당히 향상되며 선택적으로 가중되는 기준의 계수비를 향상시킨다.

본 발명의 시스템에 대해, 손-파지 탐침은 초기에는 바탕 계수비를 결정할 목적으로 예를 들면 심장이나 대동맥 근처의 선정된 신체 부위에 위치된다. 탐침과 관련된 제어 시스템은 바탕 계수비를 전개하는 한편 탐침은 스퀄치 로우 계수비(squelch low count rate)를 유도하기 위해 사용되도록 위치된다. 그런다음 후자의 값은 스퀄치 하이(high) 계수비를 유도하기 위해 선택된 범위 인자(factor)에 의해 배가된다. 이러한 계수 비들은 약 500개의 주파수 엔트리(entry)를 갖는 주파수 테이블에 보유된 메모리로부터 전개된 선정된 주파수 순차로부터 각각의 최저 및 최고 주파수 선택을 나타낸다.

주파수 비들의 변화 속도는 하이 및 로우 스퀄치 비 값 사이의 차가 예를 들면 1/2초를 표시하는 시간인자에 의해 분할되는 슬루 제한 방법(slew limiting approach)에 의해 제어된다. 그런다음, 얻어진 스퀄치델타 값(squelch delta value)는 본 발명의 시스템의 가청 큐잉 능력을 상당히 향상시키는 접근 방법인 주파수 변화에 대한 제한 비(limiting rate)로서 사용된다. 하이 및 로우 스퀄치 한계는 제어시스템의 소프트 웨어의 응답 시간을 향상시키도록 전개된다.

본 발명의 다른 특징은 바탕 레벨에서 감마선을 방출하는 것으로 선택된 선정된 신체 부위를 추가적으로 가지고 있는 동물 몸체의 특정 조직 부위들에서 감마선 소스를 검출하고 위치를 측정하기 위한 시스템을 제공하는 것이다. 이 시스템은, 조직 부위에 따라 위치를 변경할 수 있으며 또한 조직 부위의 근처 및 선정된 신체 부위에 위치될 수 있는 방사 창으로부터 연장되는 전방 부분을 갖는 하우징을 포함하는 선정된 신체 부위로 이동할 수 있는 탐침을 포함한다. 검출기는 감마선과의 상호 작용에 응답하여 유도된 전하들을 유도해내고 대응하는 출력 신호들을 제공하기 위해 하우징내에 위치되며,출력 신호들을 전송하기 위한 전송 장치가 포함된다. 또한 신호 처리 장치가 출력 신호들을 정당화하고 이에 응답하여 계수 신호들을 유도하기 위한 에너지 레벨 회로망을 포함하는 시스템이 제공된다. 스퀄치 모드 활성화 장치는 스퀄치 범위 교정 순차를 유도하도록 동작 가능하다. 이에 더하여, 가청 표시기 입력 신호들에 응답하여 가청 출력을 제공하며, 메모리는 계수비 데이타를 보유하기 위해 포함된다. 제어 기능은 스퀄치 모드 활성화 동작 및 탐침이 기본 바탕 계수 비를 유도하기 위해 선정된 신체 부위에 위치될 때 유도된 계수 신호들에 응답한다. 제어 기능은 또한 스퀄치 로우 계수 비 값을 유도하기 위해 기본 바탕 계수 비에 응답하며, 스퀄치 하이 계수비를 유도하기 위해 스퀄치 로우 계수비 값과 선정된 범위 값이 적(procuct)를 유도하도록 응답한다. 또한 제어는 메모리내에 스퀄치 로우 계수비와 스퀄치 하이 계수 비를 보유하도록 응답하며, 이어서 계수비 신호들이 스퀄치 로우 계수비와 스퀄치 하이 계수비를 보유하고 있는 메모리에 개재하는 값을 표시할때 이들에 응답하는 선정된 주파수에서 가청 표시기 입력 신호들을 유도하기 위한 또한 계수비 신호들을 유도하기 위한 계수 신호들에 응답한다.

본 발명의 또다른 특징은 소스의 부근에 위치가능한 방사창으로부터 연장되는 전방 부분, 감마선과의 상호 작용에 응답하여 유도된 전하를 이끌어내기 위한 또한 대응하는 출력 신호들을 제공하기 위한 하우징내의 검출기, 및 출력 신호들을 전송하기 위한 전송 장치를 갖는 하우징을 포함하는 목적 부위(region of interest)내에서 위치 이동할 수 있는 탐침을 포함하는 목적 부위내에서 감마선의 소스를 검출하고 위치 측정하기 위한 시스템을 제공하는 것이다. 이 시스템은 출력 신호들을 정당화하고 출력 신호들에 응답하여 계수 신호들을 유도하기 위한 에너지 레벨 회로망을 포함하는 신호 처리 기능을 더 포함한다. 제어 기능은 계수 기능은 수신되 최초의 신호들로부터 마지막 신호들까지 연속적으로 큐(queue)에 공급하도록 계수 신호들을 입력하기 위해 계수 신호들에 응답하며, 제어는 큐 내에서의 계수 신호들의 선정된 시간 제한적 증가의 선택적 가중을 일으키며, 가중된 계수 신호들로부터 안정화된 계수비 값을 발생한다. 인식가능한 표시기는 안정화된 계수비 값에 응답하는 인식 가능한 출력을 제공한다.

본 발명의 또다른 특징은 바탕 레벨에서 감마선을 방출하는 것으로써 선택가능한 부위를 갖는 동물 몸체의 조직내에서 감마선 집중의 위치를 측정하는 가청 큐잉 신호들을 발생하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이 방법은 조직 부근에 이동가능한 수조작 탐침을 제공하고, 탐침에 충돌하는 감마선에 응답하여 출력신호들을 발생시키는 단계; 상기 탐침을 신체 부위에 위치시키고, 스퀄치 로우 바탕 계수비를 유도하기 위해 선정된 기간 동안 상기 출력 신호들을 평가하는 단계; 상기 스퀄치 로우 바탕 계수비에 선택 부위 인자를 곱함으로써 스퀄치 하이 계수비를 유도하는 단계; 상기 스퀄치 로우 바탕 계수비와 상기 스퀄치 하이계수비간의 차이로써 스퀄치 차 값을 유도하는 단계; 상기 스퀄치 차 값을 선정된 시간 값으로 나눔으로써 스퀄치 델타 값을 유도하는 단계; 최저값으로서부터 최고값까지의 주파수 온도 값들의 테이블을 보유하는 메모리를 제공하는 단계; 상기 주파수 값들로부터 선택된 값의 주파수에서 큐잉 음향 출력을 발생 하도록 동작가능한 가청 음향 발생기를 제공하는 단계; 상기 동물 몸체의 조직 중 선택적 위치에 탐침을 위치시키고, 결과적인 출력신호들로부터 이전 및 다음 계수비를 결정하는 단계; 제1주파수 유도값을 제공하기 위해 상기 스퀄치 차의 비로서 이전 계수비에 응답하여 상기 주파수 유도값들이 테이블을 호출하는 단계; 상기 제1주파수 유도 값에 응답하여 사익 음향 발생기를 동작시키는 단계; 상기 이전 및 다음 계수비 사의 차로서 비율 델타값을 결정하는 단계; 상기 비율 델타 값과 상기 스퀄치 델타 값을 비교하고, 제2주파수 유도값을 제공하기 위해 상기 비율 델타 값이 상기 스퀄치 델타 값과 같거나 초과할때 상기 스퀄치 차의 비로서 상기 이전 계수비 및 상기 스퀄치 델타 값의 합을 나타내는 주파수 값에 응답하여 상기 주파수 테이블을 호출하는 단계; 및 상기 제1주파수 유도값에 응답하여 상기 음향 발생기를 동작 시키는 단계를 포함한다.

이와 같이 본 발명은 이하의 상세한 설명에서 예시되는 부분들의 구조, 요소의 조합, 방법의 단계 및 장치를 갖는 장치, 방법 및 시스템을 포함한다. 본 발명의 충분한 이해를 위해 청부된 도면을 참조하여 이하 상세히 설명한다.

제1도를 참조하면, 참조 번호 (10)은 내과-외과 분야에서 사용하도록 특별히 설계된 본 발명의 탐침과 지원기기를 나타낸다. 이 어셈블리지(assemblage)는 수조작의 탐침(12)를 포함하고 있으며, 이 탐침은 3축 케이블(triaxial cablc)(14)에 의해 콘솔(16)에 연결된다. 탐침(12)는 바람직하게는 외과 의사 휴대할 수 있는 폴리머 외장이나 커버에 넣을 수 있는 것으로, 절제하기 위해 종양 조직의 위치를 찾아내는 외과적 목적 부위 부근에서 조작된다.

예를들어 콜로니(colony) 수술에 사용될때, 탐침(12)는 신체의 공동에 있는 절개부를 통해 조작되며, 외과 의사에 의해 조사중인 조직과 거의 접촉하게 된다.

방사선 면역-안내 형태로 사용될때, 콘솔(16)내의 확성기 또는 표시기(annunciator)는 출력 형태의 경보를 울려서 외과의사에게 탐침(12)가 암의 위치에 있다는 것을 알린다.

따라서 탐침(12)는 파지 하기에 편리한 길이일 것이 필요하다. 탐침(12)는 각도적으로 일정방향 지향된 부분(20)의 단부에 배치된 창(18)을 포함한다.

부분(20)은 조직의 뒤나 보이지 않는 쪽에 대해 조정할 수 있도록 약 30°의 각도에서 손-파지가능 부분(22)로부터 연장된다.

어셈블리지(10)은 수술실에서 사용되므로, 콘솔(16)도 또한 표시된 값이 용이하게 지워질 수 있는 것으로, 비교적 큰 LCD 판독이나 디스플레이(26)을 할 수 있는 부드러운 일회 접촉에 민감한 폴리머 표면(24), 이중색 LED 판독(28), 및 각기 촉각적 피이드 백(tactile feedback)을 갖는 손가락으로 조작되는 일련의 스위치들을 갖고 있다.

이러한 스위치들 또는 키보드(keyboard)(30)은 판독(26)과 결합되어 마이크로프로세서에 의해 구동 되는 콘솔(16)이 의사에게 지시적이거나 사용자에게 친근할 대화 형태로 실행하게 해준다.

안전성을 위해, 이 장치는 재충가능한 밧데리로 동력을 공급받는다.

전통적인 온/오프(on/off) 스위치(32 및 33)에 더하여, 콘솔(16)에 제공된 스위치들은 계수 모드 스위치(34), 음향 스위치(35), 리세트 계수 스위치(36), 스퀄치 스위치(37), 교정 스위치(38) 및 도시된 것과 같은 모드로 발생된 소정의 스위치내에서 사용자-컴퓨터의 상호 작용에 의해 구동되는 모드를 가역증가스위치들(up and down incrementing switches)(39 및 40)을 포함한다.

탐침(12)는 본질적으로 실온에서 기능할 수 있어야 한다. 따라서, 탐침은 카드뮴 텔루르화 결정(cadimium telluride crystal) 및 검출하고자 하는 바람직한 저에너지 레벨의 방사능 때문에 저 에너지 감마선 상호작용에 반응하여 동작할 수 있어야 한다.유입 감마선을 결정해 의해 흡수되므로, 결정은 에너지의 일부 또는 전부를 전극에 전달하게 되는데, 이는 하전 입자와 같이 전자-정공쌍들을 발생하는 반도체(결정)을 통과하므로, 따라서 결정 매질내의 전하 이동 능력이 있다. 하전 입자가 반도체내에서 전자-정공 쌍들을 발생시킬때, 전장(eloctric field)는 이러한 전하 캐리어들이 이동하게 하여 적절한 전극에 축적되도록 한다. 이러한 전하들은 전극들에 모이게 되므로, 전하들은 검출기의 외부 회로에 전하 또는 전기적 펄스 신호를 유도한다. 그런다음, 이러한 신호들을 전치 증폭(pre-amplify)하여 제어 유니트 또는 콘솔(16)의 전극에 공급하는 것이 필요하다.

효과적인 성능을 위해서, 탐침(12)는 아주 낮은 에너지인 감마선 스트라이크(strike) 나타내는 신호들을 발생할 수 있으며 또한 구별할 수 있어야 한다. 이점에서, 카드뮴 텔루르화 결정과 감마선의 상호 작용은 2천에서 4천개의 전자를 발생할 수 있다. 초당 6.25×10¹⁸개의 전자는 1암페어의 전류를 나타낸다는 것을 인식할때, 본 발명의 장치의 상대 민감도는 명백해질 것이다. 결론적으로, 탐침(12)내의 결정에 대한 장착 장치의 기계적 구조는 감마선 상호작용을 나타내는 이러한 상당량의 소 전하들을 검출하고 처리하기 위한 기술에서와 같이 중요하다.

제2도를 보면, 탐침(12)에 대해 더욱 상세히 도시하고 있다. 전방 부분(20)의 각도 방향은 손으로 파지할 수 있는 부분(22)의 중심축에 대해 30°의 기울기를 갖는다.

탐침(12)는 전장이 19㎝로서 소형이며 부분(22)는 약 12.7㎝의 길이이다. 원통 형상의 탐침(12)의 전체 직경은 약 1.9㎝이다. 전방 부분(20)은 여러가지의 클립으로 고정되는 장치들을 보유하기 위한 홈(42)를 갖도로고 형성된다. 저 에너지 방사능 표지를 이용하며 탐침부분에서 고감도를 얻을 수 있는 본 탐침에 대한 경험에 의하면 전방 조준을 할 조준을 할 필요가 없었다. 손 파지 부분(22)에는 참조 번호(44)로 나타낸 연장 회로 기판상에서 전치 증폭기가 부착된다. 부딪치는 방사능 에너지에 따라 탐침(12)의 구조는 전기적으로 도전적으로 형성되므로 방사를 희석화시키는 것을 재료를 보호한다.

케이블(14)는 탐침의 전치 증폭기에 동력을 공급하며, 결정을 바이어스하고, 전치 증폭기에 의해 처리된 출력 신호들을 전송하는 기능을 한다. 케이블은 상호 절연되어 있으며 굴곡될 수 있도록 다소 느슨한 실리콘 고무 튜브(150)에 의해 간격이 떨어져 있는 주석·구리 도금 구성 부품(46 및 48)을 포함한다. 가장 안쪽의 도선들(52 및 54)는 전치 증폭기(44)로부터의 출력 신호 및 탐침(12)내의 결정의 후미측에 인가하기 이위한, 예를들면 30볼트의 바이어스 신호를 전송한다. 클래드(clad)(46)은 이 시스템을 접지한다. 그런다음 외부실린콘 고무 커버(56)이 제공된다.

제3도를 보면, 탐침(12)의 비형돌출부(nose) 또는 전방 부분(20)이 상세히 도시되어 있다. 전방 부분(20)은 광 밀집(light-tight)된 카드뮴 텔루르화 결정 및 이에 대해 필요한 접지와 바이어스 조건을 유지한 채 기계적으로 고착된 방향을 보유한다.

제3도는 지지 관통형 부분(70)으로 연장되는 손 파지 부분(22)를 도시하고 있다. 실린더 접속기 표면(72)를 포함하는 부분(70)이 전방으로 배치된 관통형 부분은 공동 또는 체임버(chamber)(74)을 정하는 내부 직경을 갖도록 구성된다. 고동(74)는 일반적으로 원통형의 슬러그 또는 블록킹(blocking) 장치(76)과 함께 공동 외부의 원통형 표면을 부분(70)의 내벽으로부터 충격 장착 장치를 제공하기에 충분한 정도로 간격을 유지한채 공동내에 슬러그(76)을 보유하는 탄성 중합체를 갖는 층을 받아들인다. 이 탄성 중합체는 예를들어 고무 에폭시(epoxy)재료로 제공될 수 있다. 위에 지적한 내벽으로부터의 간격 유지 및 장착을 달성하기 위해, 탄성 중합체 고무 에폭시를 고정한채 적절한 위치에서 슬러그(76)을 고정하는 O-링(O-ring)(78)과 같은 탄성 중합체 링이 제공된다. O-링(78)이 슬러그(76)의 원통형 표현 외부의 구리상에서 활주되므로 거기에 형성된 직사각형 홈(80)에 겹쳐진다. 또한 제4도를 보면, O-링(78)은 결합된 위치로 도시되어 있으며, 탄성 중합체 보유 층은 참조참조(82)로 도시된다. 슬러그(76)은 후방으로부터 탐침(22)로 충돌하는 방사능을 희석시키기 위해 구리 또는 텅스텐으로 형성되며, 부근에서 연장되는 V-형상 홈(84)를 포함한다.

중심공(central bore)(86)은 절연된 도선(88)을 지지하기 위해 슬러그(76)을 통해 연장된다. 도선(88)은 물리적으로 인접한 전치 증폭단(44)에 이르는 바이어스-신호 전송선으로서 기능한다. 슬러그(76)의 최전방면은 참조번호(92)로 나타낸 곳에서 대응 구멍이 난 베이스 지지표면(90)을 제공하므로 구멍(92)내에서 겹쳐질 수 있는 후방으로 배치된 원통형 부분(96)을 갖는 플래스틱의 전기적으로 절연인 킵(cup) 또는 지지체(94)와의 접속이 향상된다. 예를들어 컵들(94)는 렉산(Lexan)과 같은 것으로 형성되며, 바람직하게는 양면 점착물에 의해 베이스 지지 표면(90)과 대응 구멍(92)에 부착된다. 컵(94)는 초기 구성부품으로서 탄성적으로 압축가능한 충격 흡수층(100)을 포함하는 어셈블리지를 받아들여 지지하는 중심원통형 공동(98)을 포함한다. 층(100)은 예를들어 골텍스(Grotex)라는 상표로서 시판되고 있는 예로써 약 0.020인치 두께를 갖는 부직 테프론 천(non-woven teflon cloth)으로 형성될 수 있다. 층(100)에는 도선(88)을 받아들이기 위해 중간에 개구가 제공된다. 일반적으로 이 도선의 다중 띠(multi-strand)형태로 형성되며, 이 띠는 점착성 구리 테이프의 소형 디스크(disc)(102)에 부착되다. 이 디스크(102)는 전기적으로 도선(88)을 결정(58)의 후방에 배치된 면(104)에 연결되어 바이어싱 전압을 인가한다. 결정(58)의 전방면(106)은 구리 슬러그(76)의 외부와의 전기적 접지 전달을 제공하기 위해 후방으로 연장되는 구리 접지 스트랩(strap)(108)에 의해 전기적으로 접지된다. 결정(58)의 어셈블리지, 구리점착성 테이플 또는 디스크(102), 충격 흡수층(100) 및 컵(94)는, 예를들어 통상의 손가락 깍지와 같은 것으로서 제공될 수 있는 탄성 중합체 보유기(110)에 의해 상호압축적인 상태로 보유된다. 전기적으로 절연인 탄성중합체 재료로 된 이 덮개는 어셈블리지 주위를 감싸서 탄성적 O-링(112)와 같은 탄성적 밴드에 의해 소정 위치에 보유된다. O-링(112)는 앞서 기술한 V-형상의원형홈(84)에 겹쳐지므로, 덮개(110)이 소정 위치에서 보유된다.

슬러그(76)의 전체 어셈블리지 및 덮개(110)과 O-링(112)에 의해 소정 위치에 압축적으로 보유된 부품들은 예를들어 결정(58)에서 직면할 수 있는 두께 변동과 같은 구성부품 두께의 변동을 수용하기 위해 적절한 간격을 제공하기 위해 고무 에폭시 층(82)를 사용하는 어셈블리지 동안 조작될 수 있다. 그런다음, 튜브(114) 및 창(18)을 포함하는 전방 어셈블리지는 표면(72)위에 위치되어, 예를들어 도전은 에폭시 접착제로서 소정 위치에 접착된다.

제4도에서 주목할 것은 어셈블리지는 보유 덮개(110)과 결합된 결정(58)의 전방으로 배치된 표면(106)과 창(18) 사이에 완전 빈공간(dead space)(116)이 생기도록 한다는 점이다. 이 완전 빈공강는 결정(58)의 음형독립을 향상시키도록 한다.

제2도의 회로(44)에 표현된 바와 같이, 결정(58)과의 감마 상호 작용으로 인해 방출되는 매우 희박한 전하들을 처리하기 위해서는 전치 증폭 기능이 가능한한 상호작용의 위치와 접근된 위치에서 발생하는 것이 중요하다.

탐침(12)의 후방 지지 부분(22)의 대응 축에 관해 전방부분(20)의 중심축의 30° 기울기는 외과 수술상 필요하므로, 전송선(88)의 길이가 짧아야 한다. 극히 적은 전하의 전류는 300-600 아토 쿨롱(atto coulombs)의 범위에 포괄되므로, 아주 높은 이득을 얻도록 하는 전치 증폭단이 요구되며, 또한 잡음이 적게 발생해야 한다. 사실상, 본 발명의 장치의 전치 증폭단은 예를들어 약 25,000 정도의 전압 증폭을 얻을 수 있다.

결정(58)은 아주 세심한 전기적으로 차단되고 음향이 없으며 광 밀집된 환경에서 유지된다. 탐침 기구(12)의 전방 부분(20)의 외부 표면은 예를들어 구리로 형성된 전기적으로 튜브 또는 칼라(colar)(114)이므로 고려되는 에너지 범위의 방사능 조정기의 더불어 측면상으로 배치된 전기적 차폐를 제공한다. 튜브(114)의 전연(forward edgo)는 예를들어 납땜에 의해 부착된 약 0.015인치의 실리콘-알미늄합금으로 형성되는 창(18)에 의해 밀페된다. 위에서 지적한 바와 같이, 창(18)은 아주 낮은 레벨의 감마선 방출의 유입을 허용하도록 선택된다.

따라서 결정(106)의 전 전방면은 이런 방사능에 노출되ㄷ로고 구성된다. 창(18)이 비교적 넓다하더라도, 저 에너지 마커의 사용될때, 즉 I¹²⁵가 사용되어 정밀한 미세화가 요구되지 않은 정도의 경우일때 방사능 표시된 항체 등과 이러한 표지를 갖지 않는 항체 사이의 인터페이스(interface)를 미세화하기 위해 탐침 기구(12)의 성능은 아주 정확하다.

제5a 및 5b도를 참조하면, 본 발명의 기구가 블록선도로 나타나 있다. 제5a도에서, 카드뮴 텔루르화 결정(58)은 한 면이 라인(130)을 통해 접지에 연결되며, 반대면인 바이어스된 면이 라인들(132 및 134)를 통해 바이어스 필터(136)에 연결된다. 바이어스 필터(136)의 입력은 앞서 기술한 3축 케이블(14)를 거쳐 라인(138)로 인가된다. 라인(138)은 제2도에서 언급한 라인(52)에 대응한다. 이 바이어스는 제5b도의 전원 공급(140)으로부터 라인(142)를 통해 전달된다.

결정(58)로부터의 라인(132)는 전치 증폭기(44)의 적분기단(144)로 연장된다. 그런다음, 검출된 방사능 분포의 적분값은 라인(146)에 의해 구동 증폭회로망(148)로 전달된다. 12V의 전원 공급이 전원 공급(140)으로부터 라인(150)을 통해 제공된다. 라인(150)은 제6도에 도시되어 있는 바와 같이 탐침 전류 회로망(152)로 전달된다. 라인(154)로 나타낸 마이크로컴퓨터 콘솔하에서는 회로망(152)는 예를들어 탐침(12)가 콘솔(16)과 적절하게 연결되었는가를 결정하는 신호를 전개시킨다. 전치 증폭기(44)에 12V의 전원 공급의 전달은 라인 (156)을 통해 라인(158)을 거쳐 케이블(14)로부터 구동기 증폭기에 연장된다. 라인(58)은 제2도의 케이블(14)와 함께 기술된 클래드(46)에 대응한다.

탐침(12)에 대한 접지는 전원 공급(140)으로부터 전개되어 라인(160)을 통해 케이블(14)로 연장되며 라인(162)를 통해 전치 증폭 소자(44)에 연결된다. 라인(162)는 전술한 제2도의 클래드(48)에 대응한다.

전치 증폭회로(44)의 출력은 전술한 제2도의 라인(54)에 대응하는 케이블(14)를 통해 라인(164)로 연장된다. 라인(164)는 케이블(168)의 입력에 연결된다.

블록(168)의 회로망은 증폭 또는 감쇠하는 기능, 즉 어떤 소정의 탐침(12)의 잡음 특성을 일정 비율로 만들어서 이 값을 정규화 하거나 뒤의 비교단에서 일정하게 유지하도록 기능한다. 일반적으로 예를들어 이 시스템에서 27Kev 에너지 레벨의 감마선에 의해 발생된 펄스들은 잡음 레벨보다 약 5배 정도 더 크다. 정규화 증폭기 회로망(168)은 이러한 잡음 레벨들은 소정의 선정된 레벨, 예를들어 200 밀리볼트(milivolts)수준으로 설정하며, 얻어지는 비례적 정당 감마 관련 펄스들은 비교 기능을 보장할 목적으로 1볼트 높게 될 것이다. 증폭기 회로망(168)은 라인(172)를 통해 디지탈-아날로그 변환기에 연결되어 제어된다. 회로망(170)은 라인(174)로 연장되어 제5b도의 마이크로컴퓨터 회로망(176)에 연결되어 제어된다. 회로망(168)로부터 전개된 정규화된 출력은 라인들(178 및 180)을 다라 잡음 평균 회로(182)에 입력된다. 이 회로망(182)는 소정의 탐침(12)를 갖는 소정 시스템의 잡음에 대한 평균 진폭 값을 결정하며, 전술한 마이크로컴퓨터(176)에 의해 사용되는 정보로서 이동되는 대응 신호를 라인(184)를 통해 제공한다. 이 정보는 정규화 증폭기 회로망(168)에 사용될 뿐만 아니라 비교 기능의 저 윈도우 평가(low window valuation)을 전개하는데도 사용될 수 있다.

라인(180)은 또한 라인(186)을 통해 펄스 포착 회로망(188)에 연장된다. 마이크로컴퓨터(176)에 의해 동작될때, 이 회로망은 라인(186)에 나타나는 최대 펄스 진폭 값을 포착하도록 기능한다. 그런다음 이 정보는 주기적으로 라인(190)을 통해 마이크로컴퓨터(176)에 전송된다. 피크(peak)검출기의 형태를 나타내므로, 이 회로망은 때때로 스냅샷 회로(snapshot circuit)라 한다.

라인(180)으로부터 라인(192)로 연결되는 버퍼 증폭기(194)는 라인(196)에 종래의 방사능 평가 목적을 위해 콘솔(16)의 후방부분에서 이용될 수 있는 수신된 펄스를 나타내는 출력을 제공한다.

라인(178)은 제5b도에 도시된 라인(198)로 연장되어 상한 윈도우 비교기(200) 및 하한 윈도우 비교기(202)의 입력 연결된다. 회로망(202)에 의해 사용되는 비교 목적을 위한 임계 레벨은 라인(204)로부터 확인되며, 바람직하게는 라인(184)로부터 발생된 잡음 진폭 신호의 약간 높은 레벨에서 마이크로컴퓨터(176)의 논리에 의해 전개된다.

이러한 윈도우들을 수조작으로 설정할 수 있다. 마찬가지 방법으로, 정당한 감마선 상호작용을 위해 받아들여진 상위 윈도우는 대응 라인(206)으로부터 설정된다. 이 임계 설정은 펄스 포착 회로망(188)로부터 취해진 정도로 구성될 수도 있다.

다시 제5a도를 참조하면, 상한 윈도우 및 하한 윈도우 임계 선택은 디지탈-아날로그 회로망으로부터 제어되는 것과 같이 마이크로컴퓨터 회로망(176)의 제어하에 이루어진다. 블록(170)과 같은 회로망의 특성은 예를들어 256단계의 변화하는 진폭으로 구성되는 출력을 제공하는 것이다. 한단계 다른 단계로의 증가율은 제공되는 전압값의 범위에서 다소 변화할 것이다. 따라서 이 변환회로망(170)으로부터의 출력은 라인들(208 및 210)에 의해 구형기 회로망(squarer entwork)(212 및 214)에 입력된다. 이 회로망들은 구형화 절차를 통하여 라인들(208 및 210)에서의 출력을 변환하여 라인들(204 및 206)에 전압 구형 신호를 제공한다.

다시 제5b도를 참조하면, 비교기 회로망들(200 및 202)의출력들은 소정 임계값보다 높거나 낮은 UW 펄스 및 LW 펄스라고 하는 후보 펄스들(candidate pulses)을 각기 라인들(216 및 218)에 제공한다. 이 라인들은 정당펄스의 유무를 결정하기 위해 부울 논리(Boolean logic)을 수행하는 실시간 펄스 판별기 회로망(220)에 연결된다.

정당화된 펄스들은 라인(222)에 의해 마이크로컴퓨터회로망(176)에 입력된다.

마이크로컴퓨터(176)은 많은 동작 모드를 수행하여 외과의사가 종양 조직의 위치를 찾아내어 미세화시키는 것을 돕도록 음성 및 영상 출력을 제공한다. 전자에 대해서, 라인들(224)로 연결된 볼륨(volume)제어기능이 라인(228)로 연결된 고체 상태의 전위차계(230)으로부터 제어된 진폭 변화를 확보할 수 있다. 또한 경보 형태의 주파수 입력 신호가 라인(232)를 통해 라인(238)에 의해 연결된 스피커(236)을 구동하기 위해 음향 증폭 회로(234)가 연결될 수 있다. 경보 장치에 대해 스피커(236)으로부터의 출력 주파수는 외과의사가 암의 우치 및 처치될 대상에 따라 향상된 방사능 다른 활동 영역의 위치를 정확하게 찾을 수 있도록 설계된 정밀한 프로그램하에서 제어될 수 있을 것이다. 물론 종래의 째깍기나 삑하는 경보음이 조작자가 선택하도록 제공될 수 있다. 마이크로프로세서(176)은 예를들어 모토롤라 주식회사(Motorola, Inc.)가 시판하는 MC68 HC11A8 형태와 같은 것이 제공될 수 있다. 이 단일 칩 마이크로컴퓨터는 HCMOS 기술을 사용하며, 칩상에 8K 바이트의 ROM, 512 바이트의 전기적으로 소거가능 프로그래머블 ROM(EEPROM) 및 256 바이트의 스태틱(static)RAM을 포함하는 메모리 시스템을 갖고 있다. 이 디바이스는 또한 8 채널 아날로그-디지탈 변환기, 직렬 통신 인터페이스(serial communications interface : SCI) 서브시스템 및 직렬 주변 인터페이스(serial peripheral interface)(SPI) 서버시스템을 포함하는 주변 기능이 칩상에 제공된다.

사상 계수 모드(event counting mode)로서 외부적 사상(event)(감마선과 관련된 펄스들)을 계수하기 위해 사용될 수 잇는 펄스 누산기(accumulator)가 또한 제공된다.

마이크로컴퓨터(176)은 화살표(240)으로 표현된 것과 같이 입출력 회로망과 통신하며, 입출력 회로망은 화살표(244)로 표시한 바와 같이 볼륨레벨, 펄스 높이, 잡음 레벨 및 밧데리 상태를 나타내는 출력 및 변화하는 형태의 펄스 계수 출력을 제공하는 기능을 한다. 시각적 판독을 위해 제1도에서와 같은 참조번호의 디스플레이(26)이 제공된다. 마찬가지로, 입출력 기능(242)는 제1도에서와 같은 참조번호로 나타낸 키보드 또는 스위치(30)에 적절한 주사(scanning)를 제공한다. 계수 동작중에, 마이크로컴퓨터(176)은 라인(248)로 연결된 발광다이오드 구동 회로(246)을 제어한다. 이 구동 회로(246)은 라인(250)을 통해 제1도와 같은 참조번호(28)로 나타낸 이중 LED 디스플레이에 입력을 제공한다. 이 판독은 감마선이 검출될 때 적색 빛을 내며 일반적으로 계수 절차 동안에는 녹색 빛을 낸다. 종래의 다양한 일련의 출력 단자(252)가 콘솔(16)에 제공되며, 이러한 출력 단자는 라인(254)를 통해 마이크로컴퓨터(176)과 연결되며 화살표(256)로 표시한 바와 같이 출력 및 입력 구성부품들과 연결된다. 비휘발성 메모리를 갖는 실시간 클럭 목록표(258)이 또한 제공되어 마이크로컴퓨터(176)과 화살표(260)으로 나타낸 것과 같이 통신한다. 이 메모리는 밧데리가 예비된 8K 바이트의 RAM 및 시스템의 프로그래밍에 사용되는 32K 바이트의 EPROM을 갖고 있다.

또한, 마이크로컴퓨터는 전원 공급(140)의 기능을 통제하는데 사용될 수도 있다. 이것은 마이크로컴퓨터와 멀티플렉서(262)와의 상호작용에 의해 수행되며, 화살표들(264 및 266)은 수행 관계를 나타낸다. 전원 공급단은 라인(268)에 의해 회로의 논리 레벨 구성부품에 +5V를 공급하며, 라인(270)으로는 -5V, 디스플레이(26) 구동을 위해 라인(272)을 통해 -9V 기준 전압, 아날로그 회로에 기준 입력을 제공하기 위해 라인(274)를 통해 2.5V의 기준 전압을 제공한다.

다시 제5b도를 보면, 마이크로컴퓨터(176)은 또한 디지탈-아날로그 변환기(170)에 순시 펄스비에 대응하는 입력을 제공하며, 이 정보는 펄스비 증폭기(276)에 라인(278)을 통해 전달된다. 라인(280)에 나타나는 결과적인 출력은 예를 들어 콘솔(16)의 후미에 제공될 수 있다. 이 회로(276)는 또한 시스템의 하위 구성부품들을 검사하기 위한 교정 펄스를 발생하는데 사용될 수도 있다. 따라서, 마이크로컴퓨터는 디지탈-아날로그 변환기(170)을 통해 선정된 펄스 레벨을 증폭기 회로(276)에 인가한다. 라인(282)에서 얻어지는 출력은 마이크로컴퓨터의 라인(26)으로부터 라인(288)에서의 교정 펄스까지의 펄스폭을 정하기 위해 블록(284)에 의해 선택적으로 스위치된다.

제6도를 참조하면, 제1도와 관련하여 기술된 키보드(30)의 주요 키나 스위치에 연결된 동작 기능을 선도적으로 도시하였다. 특히, 주요 키 버튼(34,35,37 및 38)과 관련된 기능이 주로 나타나 있다. 계수 모드키(34)는 블록(300 및 302)로 나타낸 2개의 주요 계수 형태 또는 모드를 갖추고 있다. 블록(300)에 열거한 바와 같이, 계수비는 초당 계수로서 이용된다. 이 계수비는 이탈은 계수 정보의 선택적 가중이 실행될 때 일어난다. 또한 블록(302)에 나타낸 바와 같이, 상하 화살표 키(up/down arrow key)(39 및 40)을 연속적으로 동작하게 되면 조작자가 1초에서 100초 범위의 계수 간격을 선택할 수 있도록 해준다. 블록들(300 및 302)에 표현된 동작의 선택은 키(34)의 연속적 조작에 의해 선택된다.

디스플레이 출력(26)이 디스플레이된 시간지정계수(timed count)는 제1도에 도시된 리셋 계수 스위치(36)을 누름으로써 계수를 초기화하도록 리셋될 수 있다.

일반적인 동작에서, 계수 기능을 블록(300)에 표현된 바와 같이 계수비 장치에 대해 이행되지 않는다.

블록(304)를 표시한 음향 키(35)는 가이거 계수기 등에서 나는 째깍 소리, 삑 소리 또는 경보음을 제공하며, 또한 음향을 묵음화(muting)하거나 중지한다. 이러한 선택을 키(35)을 연속적으로 조작함으로써 이루어진다.

또한 위에서 지적한 상하 화살표39 및 40)이 음향 출력의 볼륨을 조정하기 위해 사용될 수도 있다.

스퀄치 버튼(37)은 의사가 시스템을 어떤 환자로부터 방출되는 밭아 방사를 자동적으로 조정하기 위해 사용된다.

전술한 바와 같이, 이 바탕 값은 환자 및 조직에 따라 변화한다. 블록(306)에 개괄되어 있듯이, 외과 의사는 탐침(12)를 바탕 평가를 수행하기 위해 신체상의 선정된 위치시킨다. 예를들어, 종종 탐침(12)는 대표적인 바탕 계수를 얻기 위해 심장이나 대동맥 부근에 위치된다.

일단 이렇게 위치되면, 리셋 계수 스위치 또는 버튼(36)이 작동되어 제어 시스템은 5초 간격으로 환자에 대한 바탕 계수값을 얻게 된다. 이렇게 전개된 정보는 다음에 스위치 또는 버튼(37)의 조작에 의해 얻어진 하이, 중간(medium) 또는 로우의 범위 선택에 따라 상한 및 하한 스퀄치 임계값을 발생하는데 사용된다. 하이 범위 선택에 대해, 스퀄치 하이 임계값 및 스퀄치 로우 임계값 사이의 비는 1.5 : 1이다. 마찬가지로, 중간 범위에서는 3 : 1이며, 로우 범위에서는 4 : 1이다. 이러한 동작은 또한 60Hz 범위의 주파수 목록 조직(tabular organizatim)으로부터 전개되는 음향 경보를 자동적으로 선택한다. 따라서 하이 범위 선택에 대해, 외과의사는 전 주파수 범위가 매우 좁게 간격 배치된 스퀄치 임계레벨 사이에 있으므로 암의 존부에 대해 경고를 받는다. 리셋 계수 스위치(36)이 7초 이내에 조작되지 않는 경우에는, 시스템은 블록(300)에 나타낸 바와 같이 초당 계수로서 계수비에 대한 경보음 효과를 이용하는 정상 계수 모드를 전환된다.

본 발명의 시스템이 사용되는 주 수술과정동안 외과의사 측에서는 정신 집중이 강하게 요구되므로, 가청 정보, 즉 이 시스템에 의해 제공되는 큐잉(cuing)이 가능한 신뢰성이 있어야 하고 유익해야 한다. 이 형태의 절차에서 부딪치게 되는 예기치 못한 방사의 무작위성 때문에, 계수비를 알리는 가청비는 슬루율 제한(slew rate limit)내에서 정해진다. 또한, 이 시스템은 소프트웨어 관점에서 이상 계수비 이탈로부터 신속히 정상 회복될 수 있도록 선정된 레벨의 바로 상하에 해당하는 계수비는 제거할 것이다. 이러한 제어 방법이 없다면, 외과 의사는 수술 과정에서 시스템 회복이 일어나도록 예를들어 최고 2초동안 기다려야 할 것이다. 또한 주용한 것은 소정의 탐침 주사 상황에 대해 음향 출력이 일정하게 전개되어야 한다는 것이다. 하이 및 로우 스퀄치 레벨 차내에서 동작하는 일련의 주파수가 보유된 목록을 사용함으로써 아주 바람직한 일치가 이루어진다. 특히, 평균 계수비가 하한 스퀄치 셋팅(setting) 이하일때는 이무런 경보도 발생하지 않는다. 평균 계수비가 하한 및 상한 스퀄치 셋팅사이일때, 최고조의 음향이 계수비에 따라 증가한다. 상한스퀄치 셋팅 이상으로 거의 연속적인 음향이 발생된다.

블록(308)에 나타나 있는 바와 같이, 교정 버튼 또는 스위치(38) 다양한 교정 절차를 수행하기 위한 메뉴(menu)를 제공한다. 이점에 대해, 블록(308)에서는, 원하는 경우에는 실내 잡음이 평가될 수 있으며, 일련의 선택을 할 수 있다. 교정 절차가 구동되는 메뉴의 호출은 블록(310)의 상하 화살표 키들(39 및 40)의 조작에 의해 할 수 있다. 실내 잡음에 대해, 블록(312)에 나타낸 바와 같이, 차폐 또는 잡음 고정구(fixture)가 사용되어 근처의 방사 소스로부터 기인할 수 있는 오류 교정을 배제한다.

이 절차중에 디스플레이(26)에 프롬프트(prompt)가 제공된다. 블록(314)는 검출기 효과가 예를들어 소량의 동위원소 1¹²⁹를 운반하는 점검 소스에 대해 검사될 수 있는 표준 교정 장치를 나타낸다. 블록(316)에 표시한 바와 같이, 시스템은 설정하는데 이용할 수 있는 선택들이 교정 키 또는 버튼(38) 및 블록(318)에 표시된 상하 버튼(39 및 40)을 조작함으로써 이용될 수 있다. 따라서, 시스템의 이득은 블록(320)에서와 같이 설정될 수 있으며, 결정(58)에 개재된 바이어스가 블록(322)에 표현된 것과 같이 조정될 수 있다.

콘솔 또는 하우징(16)의 후미부에 제공된 아날로그 출력은 블록(324)에서와 같이 제공될 수 있으며, 앞서 지적한 상한 및 하한 윈도우 비교기 레벨(200 및 202)(제5b도 참조)의 표현과 같이 조정될 수 있다. 최종적으로, 월력과 측정일이 조작자에 의해 블록(328 및 330)에 나타낸 바와 같이 조정될 수 있다.

제7도에서는 디스플레이(26)으로부터 제공된 일반적인 영상 판독이 기능적으로 도시되어 있다. 계수 정보와 같은 수치 데이타는 영역(332)내에 제공되며, 비 또는 시간 계수와 같은 선택된 계수 모드는 영역(334)에 디스플레이된다. 블록(304)에서 기술된 것과 같은 경보 같은 선택된 형태의 음향은 교정 선택 정보 등과 함께 여역(336)에 디스플레이 된다. 볼륨, 탐침 바이어스 등에 관한 관련 정보를 제공하는 일반적인 막대그래프는 영역(338)내에 제공되며, 밧데리 고갈의 정도는 영역(340)의 막대 그래프로 표시된다. 블록(200 및 202)와 관련하여 기술된 상한 및 하한 윈도우 레벨에 관한 정보는 영역(342)에 도시된 바와 같이 각기 문자 U 및 L과 관련된 틱마크(tick mark)에 의해 제공된다. 이같은 영역은 또한 좁은 막대 그래프로서 펄스 높이를 표시하며, 잡은 레벨은 이보다 넓은 막대 그래프로 표시된다.

제8a 및 8b도는 마이크로프로세서(176)이 수행하는 일반적 프로그램을 흐름도로 표시한다. 제8a도를 참조하면, 주 프로그램의 시작은 노드(node)(350)에서 시작되며, 이 노드는 라인(352)를 통해 자기 -진단 및 초기화 절차 블록(354)로 지향된다. 이러한 초기화를 수행한 후, 라인(356)을 통해 프로그램을 조작자에게 스크린정보를 표시한다(블록 358). 이 정보는 예를 들어 인사말, 복사 경고 등을 표현하는 서두적인 것이다. 라인(360) 및 블록(362)에 표현된 바와 같이, 그런다음 프로그램은 키보드(30)이 눌려졌는가의 여부를 결정한다. 라인(364) 및 블록(366)에 표현된 바와 같이 스위칭 동작은 스크린(26)이 갱신되며, 적절한 모드가 선택되는 것과 같은 것을 사용자 인터페이스 활동에 의해 처리한다. 그런다음 라인(368)로 지적된 바와 같이, 프로그램은 예를들어 초당 50번의 비율로 발생하는 일련의 실시간 인터럽트와 함께 실행을 개시한다. 따라서, 프로그램은 라인(370) 및 블록(372)로 지적된 바와 같이, 계속 수행되어, 실시간 인터럽트의 발생을 위한 시간이 되었는가에 여부에 관한 결정이 이루어진다. 또한, 블록(362)에서의 결정이 부정이면, 이와 동일한 질의가 블록(372)에 라인(37)에 의해 지적된 바와 같이 일어난다. 실시간 인터럽트가 발생하면, 라인(374) 및 노드(376)으로 나타낸 바와 같이 주 인터럽트인 실시간 활동이 개시된다. 라인(378) 및 블록(380)으로 나타낸 바와 같이, 프로그램의 인터럽트 구동 루틴(routine)은 초기에는 레지스터(register) 정보를 저장한 다음 라인(382) 및 블록(388)로 나타낸 바와 같이, 얻어진 키 정보가 정당한가에 관한 검사를 수행한다. 예를 들면, 일반적으로 키는 입력의 정당화를 위해 20밀리초(millisecond) 동안 늘려져야 한다. 긍정적인 응답의 경우에는, 라인(386) 및 블록(388)로 나타낸 바와 같이, 여과기능이 수행되어 스위치(33)이 눌려졌는가의 여부를 결정한다. 이 경우 능동 프로그램을 계속 수행할 필요는 없다. 따라서, 오프(off)버튼이 눌려졌다고 가정하면, 라인(390) 및 블록(396)으로 나타낸 바와 같이, 검사합(checksum)이 준비되므로 메모리에 있는 데이타가 정당하다는 것을 확인하고, 이 정보는 비휘발성 메모리 RAM(블록258)에 저장된다. 이는 라인(176)에서 사용되는 마이크로프로세서가 512바이트의 비휘발성 메모리를 갖을 것이 요청된다. 그런 다음 라인(394) 및 블록(396)으로 나타낸 바와 같이, 프로그램은 시스템을 턴오프(trun off)하며, 이에 의해 라인(398) 및 노드(400)으로 나타낸 바와 같이 인터럽트 루틴이 종료된다. 루프(402)는 셧다운(shut-down)중에 루틴 정렬의 유지를 확보하기 위해 종료 형태의 무한 루프를 나타내도록 노드(400)으로부터 라인(398)로 연장된다.

오프 버튼이 작동되지 않았다고 가정하면, 라인(404) 및 블록(406)으로 나타낸 바와 같이, 프로그램은 콘솔(16)의 리셋 계수스위치(36)이 눌려졌는가를 결정한다.

리셋 계수 버튼(36)이 작동된 경우에는, 라인(408) 및 블록(410)으로 나타낸 바와 같이, 데이타 계수가 제로로 리셋되며, 콘솔(10)상의 LED(28)이 녹색으로 여기화되거나 조명되며, 데이타에 대한 집속 모드가 개시된다. 또한 I/O 비트 갱신이 콘솔(10)의 후방 판넬(panel)에 있는 단자(도시되지 않음)에 제공된다. 그런다음, 프로그램은 라인(412)로 나타낸 바와 같이 수행된다.

아무런 리셋 계수 버튼(36)도 작동되지 않은 경우에는, 라인(414) 및 블록(416)으로 나타낸 바와 같이, 스위치 정보가 저장되어, 프로그램은 라인(418)로 나타낸 바와 같이 질의를 계속하여 블록(420)에서 디스플레이(26) 및 실시간 클럭 정보를 갱신하는 것이 적절한가를 결정한다. 또한 라인(418)과 관련된 블록(384)로부터의 라인(422)는 아무런 정당한 스위치 작동이 검출되지 않은 경우에 이 지점에서 디폴트(default)된다. 또한, 블록(410)으로부터의 라인(412)는 라인(418)에서 프로그램으로 진입하는 것을 보여준다. 적절한 타이밍이 곧이어 실시간 정보를 갱신하는 경우에는, 라인(424) 및 블록(426)으로 나타낸 바와 같이, 실시간 클럭이 갱신되며, 경과된 계수 시간이 갱신되고 또한 LED(28) 및 I/O 비트들이 요청에 의해 변경된다. 이러한 갱신을 수행한 다음에는, 라인(428)로 나타낸 바와 같이, 프로그램은 갱신을 위한 시간이 블록(420)에서 의 질의에서 전개된 것과 같이 발생되지 않았다는 결정을 나타내는 라인(430)으로 복귀한다.

다시 블록(372)에서의 질의를 보면, 실시간 인터럽트를 위한 시간이 곧 도래하지 않는 경우에, 음향 발생에 대한 짧은 서브루틴( subroutine)이 요청될 수 있다.

따라서, 블록(372)에서 부정적 결정은 라인(432)로 나타낸 바와 같이 블록(434)에서의 질의에 대해 음향발생을 위한 시간이 발생했는가를 여부를 결정하게 한다.

발생한 경우, 라인(436) 및 블록(438)로 나타낸 바와 같이, 프로그램은 능동 스피커(236)(제5b 도)에 대해 요청도니 음향 요소의 발생을 위한 구성부품을 전개하는 음향 발생서브루틴으로 진입한다.

프로그램에 의해 사용된느 음향 발생 방법은 적절한 구형파 주파수를 전개하는 비로서 소정 출력 단자에서 발생되어 제5b도에 도시된 하드웨어에 의해 스피커(236)을 구동하기 전에 관정된 조파에 의해 발생된 거칠기를 제거하기 위해 여과되는 이진 신호를 사용하는 방법이다.

제9a도를 참조하면, 이러한 인터럽트의 발생을 도식적으로 표현한 것으로서 일반적으로 구형파 곡선(450)로 표현된다. 이 곡선에 대한 예시적 인터럽트 전이는 a-d에서 존재한다. 제9b도를 참조하면, 서브루틴은 노드(452)로부터 블록(454)로 진입된다. 곡선(450)은 인터럽트가 주파수 출력이 발생되는 것보다 2배 빠른 속도로 일어난다는 것을 보여준다. 이 루틴에서의 첫 단계로서는 마이크로프로세서의 자주 계수기 타이머(free runnign counter timer)가 블록(456)에서 판독된다. 자주 계수기 타이머에 존재하는 이 값에 대해 재부하 값이 가산되며, 블록(458)에 나타낸 바와 같이 마이크로프로세서(176)의 출력 비교 레지스터가 자주 계수기 타이머에서의 값과 재부하 값은 포함하는 합산된 값을 비교한다. 출력 비교 레지스터에 의해 결정된 것이 같은 경우에는, 인터럽트가 수행되며 블록(460)에 나타낸 바와 같이 인터럽트 레지스터가 재초기화된다. 그런다음 이 짧은 서브루틴은 노드(460)에서 종료된다. 사용된 기술의 예로서, 1KHz의 주파수에서 음향을 발생하며 시스템 클럭이 1MHz에서 발생한다면, 재부하 값은 싸이클당 두개의 인터럽트 즉 1000Hz마다 2,000개의 인터럽트가 발생되도록 설정될 것이다. 이를 얻기 위한 재부하 값은 1MHz를 2,000으로 나눈 결과, 즉 500이다. 따라서, 인터럽트는 시스템 클럭의 매 500클럭 싸이클모다 발생할 것이다. 이 짧은 서브루틴은 시스템의 모든 가청 출력에 대해 사용되는, 째깍이나 삑과 같은 경보음을 포함한다.

제8a도에 도시된 바와 같이, 음향 발생 루틴을 완료한 다음에는, 라인(462) 보귀 노드(464) 및 라인(466)으로 나타낸 바와 같이, 복귀 상태가 시작되어, 현재의 서브루틴은 종종 주 프로그램의 시행 도중에서 요청된다.

제8b도를 참조하면, 블록들(420 및 426) 및 라인(428)은 라인(468) 및 블록(470)으로 나타낸 바와 같이, 질의로부터 연장되어, 콘솔(10)상의 스퀄치 키(37)이 작동되었는가의 여부에 관한 결정이 이루어진다. 이 키는 예를 들어 탐침(12)를 예를들어 심장이나 대동맥과 같은 선정된 신체 부위에 인접하게 위치시킴으로써 환자의 바탕 레벨을 설정할 목적으로 사용한다. 수행되는 범위 또는 교정의 형태는 특히 가청 큐잉 형태의 경보로 사용할 수 있다. 스퀄치 키 또는 버튼(37)이 작동된 경우에, 라인(472) 및 블록(474)로 나타낸 바와 같이, 스췌치 교정 서브루틴이 진입된다.

제10도를 참조하면, 이 서브루틴은 노드(480)으로 진입되며, 라인(482) 및 블록(484)로 나타낸 바와 같이, 리셋 계수 버튼(36)이 작동되었는가의 여부에 관한 질의가 이루어진다. 작동되지 않은 경우에는, 라인(486)및 블록 (488)로 나타낸 바와 같이, 7초가 경과했는가에 관한 결정이 이루어진다. 그러하다면, 라인(490) 및 탈출 라인(482)로 나타낸 바와 같이, 서브루틴으로부터 탈출이 이루어진다. 7초가 경과하는 동안에는, 라인(494) 및 라인(482)로 나타낸 바와 같이 지연 루프가 실행되어 리셋 계수 스위치(36)의 작동을 촉구한다. 리셋 계수 버튼 또는 스위치(36)이 작동되면, 라인(496) 및 블록(498)로 나타낸 바와 같이 서브루틴은 음향 출력 형태의 경보로 디폴트되어,블록(500)으로 나타낸 바와 같이 계수가 실행되어 5초 동안 바탕 비를 결정한다. 이 5초간 계 절차 다음에는, 블록(502)로 나타낸 바와 같이 기본 바탕 계수비가 초당 평가 계수를 유도하기 위해 5초로 총계수를 나눔으로써 바탕 계수로부터 전개된다. 그런다음, 서브루틴은 블록(504)로 나타낸 바와 같이 블록(502)에서 전개된 계수비의 기준 편차를 계산한다. 이 기준 편차는 계수비의 제곱근에 2를 곱하여계산된다. 그런 다음 기준 편차는 블록(506)으로 나타낸 바와 같이 계수비에 가산되어 메모리에 제공되는 스퀄치 로우로 명시된 기본 바탕 계수비를 전개한다. 제6도의 블록(306)과 함께 기술되었듯이, 외과 의사는 계산되 스퀄치 로우 값에 기초한 스퀄치 하이 계수비를 유도하기 위한 범위 값을 선택할 수 있다. 이점에 대해, 서브르틴은 라인(508)로 나타낸 바와 같이, 블록(510)에서의 질의에 대해 하이 범위가 선택되었는가의 여부를 결정하도록 진행된다. 이 범위는 스퀄치 로우값보다 1.5배 큰 스퀄치 하이 값을 제공한다. 이렇게 선택되면, 경보 형태의 음향 발생이 순람표로부터 선택될 것이다. 순람표에는 스퀄치 로우 값 및 스퀄치 하이 값 사이에 존재하는 범위에 대해 낮게는 약 50Hz에서 높게는 약 3500Hz의 범위에 걸친 주파수가 제공된다. 실제적으로, 높은 주파수가 탐침(12)가 마커를 가지고 있는 인접 조직으로부터 제거될 때 외과 의사에게 들릴 것이다. 이것은 존재하는 암과 존재하지 않는 암을 이진 가청 큐잉 형태로 나타낸 것으로, 외과 의사에게는 바람직하다는 것이 알려져 있다. 따라서, 스퀄치 하이가 선택된 경우에는, 라인(512) 및 블록(516)로 나타낸 바와 같이 스퀄치 하이 값이 스퀄치 로우 값의 1.5배로서 전개된다. 그런다음 프로그램은 라인(516)으로 나타낸 바와같이 노드(518)로 계속된다.

블록(510)에서의 질의에 대한 부정 응답을 제공하기 위해 스퀄치 하이 범위가 선택되지 않은 경우에는, 라인(520) 및 블록(522)로 나타낸 바와 같이, 스퀄치 로우 범위가 스위치 또는 버튼(37)의 작동에 의해 선택되었는지에 관하 질의가 이루어진다. 그러한 경우에, 라인(524) 및 블록(526)으로 나타낸 바와 같이, 스퀄치 하이 범위는 스퀄치 로우비에 4를 곱하여 계산된다.

그런다음 서브루틴은 라인들(528 및 530)으로 나타낸 바와같이 접합점 노드(518)로 계속 이어진다. 블록(52)에서의 질의가 부정적인 경우에, 중간 범위가 선택되며, 라인(532) 및 블록(534)로 나타낸 바와 같이, 스퀄치 중간 범위는 스퀄치 로우비에 인수 3을 곱하여 계산된다. 그런다음 프로그램은 라인(530)으로 나타낸 바와 같이 접합 노드(518)로 진행된다. 노드(518)로부터 블록(536)으로 나타낸 바와 같이, 스퀄치 하이 계산 값과 스퀄치 로우 계산값 사이의 차가 계산되어 스퀄치 차로 명시된다. 그런다음 루틴은 블록(538)에 나타낸 바와 같이, 스퀄치 델타 값을 계산하는데, 이는 스퀄치 차를 선정된 비 한계값으로 나누어 계산된 값이다. 이 점에 대해, 나눗셈을 위해 후자 값을 선택하고 프로그램에 대해 초당 50의 비율의 갱신을 고려함으로써, 최저 목록 전개 주파수로부터 최고 목록 전개 주파수까지의 가능한 범위는 약 1/2초가 된다. 사실상 슬루율 한계는 시간 변화 또는 초당 계수에 대한 비로 변화를 나타내도록 계산된다. 이 슬루율 한계는 경보 형태의 가청 큐잉의 신뢰성 및 질을 향상시키며, 외과 의사는 정신 집중동안 의사를 도와주기 위해 반대적으로 빗나가게 되는 주파수 이탈 등을 제거한다. 수술실에서 부딪치게 되는 방사능의 무작위성 때문에, 시스템은 또한 인자를 스퀄치 하이 및 스퀄치 로우 평가에 제공함으로써 계산될 수 있는 비를 제한한다. 블록(540)에 나타낸 바와 같이, 이 상한 및 하한 슬로 한계는 예를 들어 각각의 스퀄치 하이 및 스퀄치 로우 값의 상하 10% 정도로 계산된다. 슬루 한계 및 스퀄치 델타에 대한 값은 블록(542)에 나타낸 바와 같이 메모리에 저장되고, 서브루틴은 노드(544)에 나타낸 바와 같이 계산된다.

다시 제8b도를 참조하면, 스퀄치 교정 서브루틴은 라인 (550), 복귀노드(552), 라인 (554) 및 라인(556)으로 나타낸 바와 같이 프로그램으로 복귀된다. 스퀄치 키 또는 버튼(37)이 블록(270) 및 라인(556)으로 나타낸 바와 같이 작동되지 않은 경우에는, 프로그램은 블록(558)에서 나타낸 바와 같이 조작자에 의해 어떤 형태의 음향 큐잉 선택이 이루어졌는가에 관해 질의한다. 이러한 선택이 이루어지면, 라인(560) 및 블록(562)로 나타낸 바와 같이, 째깍 형태의 음향이 발생되었는가의 여부에 관한 결정이 이루어진다. 그러한 째깍 음향은 종래의 가이거 계수기에서 나는 음향과 비슷하다. 째깍 형태의 음향이 선택된 경우에, 라인(564) 및 블록(556)으로 나타낸 바와 같이, 째깍 형태의 음향이 수행된다. 째깍 음향은 예를들어 제9b도를 참고하여 설명한 선정된 고정 재부하 값을 사용하여 20밀리초의 시간 간격에 걸쳐 1,000Hz의 주파수를 발생하도록 하는 매크로 루틴(macro routine)이다. 그런다음 프로그램은 라인들(568 및 570)으로 나타낸 바와 같이 계속 진행된다.

째깍 형태의 음향 출력이 선택되지 않은 경우에는, 라인(572) 및 블록(574)로 나타낸 바와 같이 삑 형태의 음향 출력이 선택되었는가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우, 라인(576) 및 블록(578)로 나타낸 바와 같이, 매크로 루틴이 예를 들어 약 50밀리초 동안 1,000Hz 출력을 유도하는 음향 발생을 위한 재부하 값을 제공하기 위해 요청된다. 그런다음 프로그램은 라인들(580) 및 (570)으로 나타낸 바와 같이 계속 진행된다.

블록(564)에서의 결정이 부정이면 라인(572) 및 블록(584)로 나타낸 바와 같이, 경보 형태의 음향이 선택된다. 경보 형태의 음향이 선택되지 않은 경우 라인들(586 및 584)로 나타낸 바와 같이 프로그램은 계속 수행된다. 그러나, 경보 형태의 음향이 이용되는 경우 라인(588) 및 블록(590)으로 나타낸 바와 같이, 경보 발생 루틴이 수행된다.

경보 형태의 음향 발생은 전술한 스퀄치 델타 값 및 의사를 위해 실효 가청 큐잉을 획득하기 위해 상한 및 하한 슬루 한계를 사용한다. 제11도를 참조하면, 시스템에 대한 음향 출력의 제어가 그래프적으로 계수비가 시간에 대하여 도식적으로 도시되어 있다. 여기서 허용가능 계수비는 하한 슬루 한계(이 값 이하에서는 계수비를 계산하지 않는다)에서 시작되는 곡선(600)으로 도시되었다. 스퀄치 로우로 명시된 값 이상에서 시스템은 앞에서 지적한 약 60Hz를 전개하는 로우 엔트리로부터 약 3500Hz를 전개하는 하이 엔트리까지 사용되는 음향 범위가 보유된 테이블록부터 음향을 발생시키기 시작할 것이다. 이러한 두개의 한계 사이에는 500개의 테이블 엔트리가 구비된다. 또한, 스퀄치 하이 레벨 및 상한 슬루 한계가 그래프에 표시된다. 상한 슬롯 한계 이상에서는 계수비가 계산되지 않는다. 곡선(600)의 기울기는 시간에 대한 최대 주파수 변화를 나타내므로, 따라서 영역(602)는 전개될 수 있는 가변 음향 영역이다. 스퀄치 하이 레벨 이상에서는 음향이 연속적이다.

제12도를 참조하면, 음향 발생 루틴을 도시한 것으로서, 초당 50회의 갱신 비로 발생하는 경보 발생을 확인하는 블록(610)으로부터 시작한다. 프로그램은 블록(612)에서 나타낸 바와 같이 또한 제10도의 블록(540)에 기술된 바와 같이 계산된 상한 및 하한 슬롯 한계를 포착하여 시작된다. 이러한 한계를 포착하면, 라인(614) 및 블록(616)으로 나타낸 바와 같이, 계산된 계수비가 하한 슬루 한계보다 낮은가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우, 라인(618) 및 블록(620)으로 나타낸 바와 같이, 시스템에 의해 선택된 비는 앞서 계산되고 포찰된 하한 한계의 비이다. 그런다음, 프로그램은 라인(622)로 나타낸 바와 같이 계속 진행된다. 계산된 비가 하한 슬루 한계보다 낮지 않은 경우에는 라인(624) 및 블록(626)으로 나타낸 바와 같이, 계산된 계수비가 상한 슬루 한계보다 큰가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우 라인(628) 및 블록(630)으로 나타낸 바와 같이, 선택된 계수비는 제10도의 블록(540)에서 설명된 것과 같은 상한 한계를 나타내는 비이다. 그런다음 프로그램은 라인들(632 및 622)로 나타낸 바와 같이 계속 수행된다. 블록(626)에서의 질의가 부정이면, 라인(634) 및 블록(636)으로 나타낸 바와 같이 계산된 비가 스퀄치 로우 값보다 작은가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우, 라인(638) 및 블록(640)으로 나타낸 바와 같이, 루틴은 종료한다. 루틴(636)에서의 결정이 비가 스퀄치 로우 값이하의 레벨이 아닐 경우 라인(646) 및 블록(648)로 나타낸 바와 같이, 계산된 계수비가 스퀄치 하이 값보다 더큰가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우, 라인(650) 및 블록(652)로 나타낸 바와 같이, 계수비는 먼저 전개된 스퀄치 하이값과 동일하게 된다. 그런다음 프로그램은 라인(654)로 나타낸 바와 같이 계속 진행되어 블록(656)에 나타낸 바와같은 명령을 수행한다. 마찬가지로, 계산된 비가 스퀄치 하이 값보다 더 큰가에 대한 결정이 부정인 경우에는 라인(658)로 나타낸 바와 같이, 프로그램은 블록(656)에 표현된 명령은 수행하여 비 델타가 현재의 비보다 작게 선택된 다음 이전의 비로서 계산된다. 이것은 곡선(600)으로 나타낸 바와 같은 수루율 한정이 시작되는 것이다. 비 델타를 계산한 다음 라인(660) 및 블록(662)로 나타낸 바와 같이, 이전에 계산된 비 델타의 절대값이 계산된 스퀄치 델타값보다 큰가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우, 주파수가 증감하는 계수비에 따라 변화될 것이 요청된다. 따라서, 긍정적 결정인 경우에 라인(664) 및 블록(666)으로 나타낸 바와 같이, 비 델타가 제로보다 작거나 제로와 같은 가에 관한 결정이 이루어진다. 그런 경우에, 라인(663) 및 블록(670)에 의해 나타난 바와 같이, 선택된 비는 이전 비에 큰 값의 주파수 선택을 하도록 하는 델타 값을 더한 것과 같게 된다. 델타값은 전류비가 위에서 설명된 블록(656)의 명령에 의해 차감되므로 부정적 비 델타는 이러한 조건에 대응할 것이 필요하다. 그런 다음 프로그램은 라인(672)로 나타낸 바와 같이 계 수행된다. 블록(666)에서의 결정이 비 델타가 제로보다 큰 경우라면, 라인(674) 및 블록(676)으로 나타낸 바와 같이, 선택된 계수비는 감소하는 주파수 출력에 대응하는 스퀄치 델타 평가보다 작은 이전의 비가 같게 된다. 그런다음, 프로그램은 라인(678)로 나타낸 바와 같이 계속 수행된다.

다시 블록(662)를 참조하면, 비 델타의 절대값이 스퀄치 델타의 값보다 크지 않은 경우에는 라인(680) 및 블록(682)로 나타낸 바와 같이, 선택된 비는 이전의 비와 같게 되고, 프로그램은 라인(684)로 나타낸 바와 같이 계속 수행되어 블록(686)에서 나타낸 바와 같은 인덱스(index) 결정을 수행한다. 인덱스는 주파수 테이블을 호출할 수 있게 해주며, 스퀄치 하이 값으로 나누어진 선택된 비로서 계산된다. 스퀄치 하이 값은 시프트(shift) 레지스터에 제공되는 0에서 0.999사이의 숫자를 표현할 것이고, 그런다음 6진수 값 FFFE로 하위 비트들에 대해 마스크(mask)된다. 그런다음 프로그램은 계속 진행되어 블록(688)에 나타낸 바와 같이 음향 발생을 위해 재부하 값을 호출한 다음, 블록(690)에 나타낸 바와 같이, 제9b도를 참조하여 기술된 음향 발생 루틴이 호출된다. 그런다음, 이전의 비 평가로서 현재 계산된 비를 저장하기 위해 블록(692)에 나타낸 바와 같이 루틴은 계속 수행되어, 노드(694)에 나타낸 바와 같이 루틴이 종료한다.

다시 제8b도를 참조하면, 블록(590)에 나타낸 바와 같이 같은 경보 발생 루틴으로 부터의 복귀는 라인(696), 노드(698) 및 라인(570)으로 나타낸 바와 같이 이루어진다. 블록(558)와 함께 결정된 경보 선택이 곧 이루어지지 않으면, 라인(700)으로 나타낸 바와 같이, 프로그램은 블록(702)에 나타낸 바와 같이 디스플레이가 갱신되는가에 관한 결정이 이루어지는 질의를 한다. 그런 경우에, 라인(704) 및 블록(706)으로 나타낸 바와 같이, 계수비가 계산된다. 수신된 계수의 무작위적 성질 때문에, 수신된 계수의 선정된 증가의 선택적 가중이 음향 발생 등과 결합하여 사용되는 비 계산의 일부로서 이루어진다. 사실상, 예를 들어 1/2와 같은 어떤 시간 간격에 걸쳐 계수를 단순히 평균화하는 것은 적절한 계수비 평균을 얻기 위해서는 초과 시간이 요구된다는 것이 알려져 있다. 따라서, 제13도의 프름도에 나타나 가중 접근이 개발되었다. 사실상, 계수비는 매 100밀리초마다 계산되어, 그 비가 일정하게 갱신되는 비큐(rate queue)에 저장된다. 비 큐는 약 1/2초 동안 데이타를 유지한 다음, 이러한 계수는 가장 오래된 것으로부터 가장 새로운 것으로 가중되고, 그런 다음 가중된 계수의 합에 축적 인자(sclimg fact or)가 곱해진다. 제13도는 블록(720)으로 진입하는 비 계산 서브루틴을 도시한 것으로, 열개의 가장 오래된 계수 엔트리가 합해져서 단일가중이 얻어지는 블록(722)에서의 명령으로 시작된다. 다음의 비 합은 블록(724)에 나타낸 바와 같이, 다음의 11부터 15까지의 5개의 엔트리가 합해져서 인수 2만큼 가중된다. 그런다음, 서브루틴은 블록(726)에 나타낸 바와 같이 가중 방법을 계속 진행하여 다음 계수를 나타내는 4개의 엔트리가 합해져서 인수 4만큼 가중되며, 최종적으로 블록(728)에 나타낸 바와 같이 가장 최신의 계수 평가를 나타내는 엔트리 21 내지 25가 합해져서 인수 8만큼 가중된다. 최종적인 총 가중은 25계수에 대해 80이 된다. 블록(730)에 나타낸 바와 같이, 비는 비의 2배와 같은 5/8만큼 배가되는 비합으로서 계산된다. 비 큐는 1/2초를 나타내므로, 블록(730)의 명령으로 부터 얻어지는 출력은 초당 평가로서 계수를 제공한다.

다시 제8b도를 참조하면, 제13도를 참조하여 기술되고 라인(740)으로 나타낸 바와 같이 비의 계산이 수행되면, 프로그램은 라인(740) 및 브록(742)로 나타낸 바와 같이 디스플레이(28)을 갱신한다. 일반적으로, 이러한 갱신은 초당 5회 발생한다. 라인(744)로 나타낸 바와 같이 갱신이 있은 다음에는, 프로그램 블록(746)의 명령을 고려한다. 블록(702)에서의 질의에 대한 응답이 부정인 경우, 라인(748) 및 라인(744)로 나타낸 바와 같이 블록(746)의 명령으로 진행한다. 블록(746)은 레지스터들을 반환하고 프로그램은 종료하기 위한 명령을 제공한다. 따라서, 라인(750)으로 나타낸 바와 같이 프로그램은 라인(352)에 있는 시작으로 복귀한다.

본 발명의 범위를 벗어나지 않고 상술한 시스템, 방법 및 장치에 소정의 변화를 가할 수 있으므로, 상세한 설명에 포함되고 첨부 도면에 나타난 모든 사항은 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

목적 부위내의 감마선 소스를 검출하고 위치를 측정하기 위한 시스템에 있어서, 상기 소스의 부근에 위치 가능한 방사 창으로 연장되는 전방 부분을 갖는 하우징, 감마선과의 상호 작용에 응답하여 유도된 전하들을 유도하며 응답 출력 신호들을 제공하기 위한 상기 하우징내의 검출기 수단, 및 상기 출력 신호들을 전송하기 위한 전송 수단을 포함하는 상기 목적 부위내에서 위치 이동가능한 탐침; 및 상기 출력 신호들을 유효화하고 이에 응답하여 계수 신호들을 유도하기 위한 에너지 레벨 회로망 수단, 상기 계수 신호들을 소정의 연속적인 샘플링 기간을 나타내는 최초로부터 최후에 수신되는 연속적인 공급 큐에 삽입시키기 위해 상기 계수 신호들에 응답하며 또한 상기 큐내의 계수 신호들의 선정된 시간 지정된 증가를 선택적으로 가중시켜 상기 가중된 계수 신호들로부터 안정화된 계수비값을 발생시키는 제어 수단, 및 상기 안정화된 계수비 값에 대응하는 인식 가능한 출력을 제공하기 위한 인식 가능한 표시기 수단을 포함하는 신호 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제1항에 있어서, 상기 인식가능한 표시기 수단은 선택 주파수의 구동 신호에 응답하여 가청 출력을 제공하며, 상기 제어 수단은 최저로부터 최고까지의 주파수 신호들을 선정된 범위를 나타내는 일련의 주파수 값들을 보유하기 위한 메모리 수단을 포함하며 또한 상기 메모리 수단과 주파수 값들에 대응하여 상기 구동 신호를 발생하도록 상기 메모리 수단 주파수 값들을 호출하기 위해 상기 안정된 계수비 값에 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
바탕 레벨에서 감마선을 방출함으로써 선택 가능한 선정된 신체 부위를 더 갖는 동물체의 특히 조직 부위들에서의 감마선 소스 집중을 검출하고 위치 측정하기 위한 시스템에 있어서 상기 조직 부위 및 상기 선정된 신체 부위의 부근에 위치가능한 방사 창으로 연장되는 전방 부분을 갖는 하우징, 감마선과의 상호 작용에 응답하여 유도된 전하들을 유도하며 응답 출력 신호들을 제공하기 위한 상기 하우징내의 검출기 수단, 및 상기 출력 신호들을 전송하기 위한 전송 수단을 포함하는 상기 조직 부위 및 상기 선정된 신체 부위에 따라 위치 이동 가능한 탐침; 및 상기 출력 신호들을 유효화하고 이에 응답하여 계수 신호들을 유도하기 위한 에너지 레벨 회로망 수단, 스퀄치 범위 교정 순서를 유도하기 위해 작동 가능한 스퀄치 모드 활성화 수단, 입력 신호들에 응답하여 가청 출력을 제공하기 위한 가청 표시기 수단, 계수비 데이타를 보유하기 위한 메모리 수단, 및 기본 바탕 계수비를 유도하기 위해 상기 탐침이 상기 선정된 신체 부위에 배치될 때 유도된 상기 계수 신호들에 응답하며, 스퀄치 로우 계수비를 유도하기 위해 상기 기본 바탕 계수비에 응답하며, 스퀄치 하이 계수비를 유도하기 위해 상기 스퀄치 로우 계수비와 선정된 범위 값의 곱을 유도하도록 응답하며, 상기 메모리 수단에 상기 스퀄치 로우 계수비와 상기 스퀄치 하이 계수비를 보유하도록 응답하며, 계수비 신호들을 유도하고 상기 계수비 신호들이 상기 메모리에 보유된 스퀄치 로우 계수비와 상기 스퀄치 하이 계수비의 중간 값을 나타낼 때 이에 대응하는 소정의 주파수에서 상기 가청 표시기 입력 신호들을 유도하기 위해 순차적으로 상기 계수 신호들에 응답하는 제어 수단을 포함하는 신호 처리 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 신호 처리 수단의 상기 제어 수단이 상기 스퀄치 로우 계수비와 상기 스퀄치 하이 계수비 간의 차로써 스퀄치 차 값을 유도하도록 응답하며, 스퀄치 델타 값을 유도하기 위해 선정된 비한계 시간 값으로서 상기 스퀄치 차 값을 나누도록 응답하고, 상기 메모리 수단에 상기 스퀄치 델타 값을 보유하도록 응답하며, 최소한 상기 메모리 수단에 보유된 스퀄치 델타 값과 같은 상기 계수비 신호들의 변화에 대응하도록 상기 가청 표시기 입력 신호들의 변화를 제한하도록 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 신호 처리 수단의 상기 제어 수단이 상기 스퀄치 하이 계수비보다 큰 선정된 계수비 값의 하이비 한계 범위를 유도하기 위해 상기 스퀄치 하이 계수비에 응답하며, 상기 시스템의 응답성능을 향상시키기 위해 상기 하이비 한계 범윌호 상기 계수비 신호들의 값을 제한하도록 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 신호 처리 수단의 상기 제어수단이 상기 스퀄치 로우 계수비보다 작은 선정된 계수비의 로우비 한계 범위를 유도하기 위해 상기 스퀄치 로우 계수비에 응답하며, 상기 시스템의 응답성능을 향상시키기 위해 상기 로우비 한계 범위로 상기 계수비 신호들의 최소 값을 제한하도록 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 신호 처리 수단은 상기 탐침이 상기 조직 부위에 따라 이동될때에 계수비 모드를 구동하기 위해 작동가능한 계수 모드 활성화 수단을 포함하며, 상기 제어 수단이 상기 탐침이 상기 선정된 신체부위에 배치될때 상기 계수 신호들에 응답하도록 하기 위해 상기 스퀄치 모드 활성화 수단의 상기 작동에 응답하고, 이어서 계수 모드 활성화 수단 작동에 응답하는 것을 특징으로 하는 시스템.
제3항에 있어서, 상기 제어 수단이 상기 계수 신호들을 소정의 연속적인 샘플링 기간의 증가를 나타내는 최초로부터 최후에 수신되는 연속적인 공급 큐에 삽입시키기 위해 상기 탐침이 상기 조직 부위에 배치될 때 유도된 상기 계수 신호들에 응답하며, 또한 상기 큐내의 계수신호들의 선정된 기간의 지정된 증가를 선택적으로 가중시켜 상기 가중된 계수 신호들로 부터 안정된 계수비 값들로서 상기 계수비 신호들을 발생시키는 것을 특징으로 하는 시스템.
바탕 레벨에서 감마선을 방출함으로써 선택가능한 부위를 갖는 동물체의 조직내에서 감마선이 집중하는 위치를 찾아내어 가청 큐잉 신호들을 발생하기 위한 방법에 있어서, 상기 조직 부근에서 이동가능한 수조작 탐침을 제공하여, 상기 탐침에 충돌하는 감마선에 응답하여 출력 신호들을 발생시키는 단계, 상기 탐침을 상기 신체 부위에 위치시키고, 스퀄치 로우 바탕 계수비를 유도하기 위해 선정된 기간동안 상기 출력 신호들을 평가하는 단계, 상기 스퀄치 로우 바탕 계수비에 선택 범위의 인수를 곱함으로써 스퀄치 하이 계수비를 유도하는 단계, 상기 스퀄치 로우 바탕 계수비와 상기 스퀄치 계수비 간의 차로써 스퀄치 차 값을 유도하는 단계, 상기 스퀄치 차값을 선정된 시간 값으로 나눔으로써 스퀄치 델타값을 유도하는 단계, 가장 낮은 순으로부터 가장 높은 순으로 주파수 유도 값들의 테이블을 보유하는 메모리를 제공하는 단계, 상기 주파수 값들의 테이블로부터 선택된 주파수 값에서 큐잉 음향 출력을 발생하도록 작동가능한 가청 음향 발생기를 제공하는 단계, 상기 탐침을 상기 동물체의 상기 조직의 선택적 위치들에 위치시키고, 얻어지는 상기 출력 신호들로부터 이전 및 다음 계수비를 결정하는 단계, 제1주파수 유도 값을 제공하기 위해 상기 스퀄치 차의 비로써 상기 이전의 계수비에 대응하여 상기 주파수 값들의 테이블을 호출하는 단계, 상기 제1주파수 유도 값에 대응하여 상기 음향 발생기를 작동시키는 단계, 상기 이전 및 다음 계수비사이의 차로써 비 델타 값을 결정하는 단계, 상기 비 델타 값과 상기 스퀄치 델타 값을 비교하고 제2주파수 유도값을 결정하기 위해 상기 비 델타 값이 상기 스퀄치 델타 값과 같거나 초과할때 상기 스퀄치 차의비로써 상기 이전의 계수비와 상기 스퀄치 델타 값의 합을 나타내는 주파수 값에 대응하여 상기 주파수 값들의 테이블을 호출하는 단계, 상기 제2주파수 유도 값에 대해 상기 주파수 유도 값들의 테이블을 호출하는 단계, 및 상기 제2주파수 유도 값에 대응하여 상기 음향발생기를 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 음향 발생기가 상기 델타 값이 상기 스퀄치 델타 값보다 작을때 상기 제1주파수에 대응하여 작동하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 스퀄치 로우 바탕 계수비가 상기 출력 신호들의 기준 편차의 값과 합해진 상기 출력 신호들의 계수비로써 유도되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 이전 및 다음 계수비가 상기 출력 신호들의 선정된 시간의 지정된 증가를 선택적으로 가중시킴으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 방법.