NL7904923A - Microfonie compensatie voor gasionisatie detektor. - Google Patents

Description

» η N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven PHN 9^96 1

Microfonie compensatie voor gasionisatie detektor.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van locale absorptieverschillen in een biologisch objekt, uitgerust met ten minste een detektor met een gasgevulde meetkamer met op relatief geringe onder-5 linge afstand naast elkaar gelegen, een hoogspanningselektrode en een signaaleiektrode waaraan respectievelijk een hoogspanningsbron en een signaalmeetcircuit is aangèsloten.

Een dergelijke inrichting is in de vorm van een röntgen scanner met een reeks van afzonderlijk uitleesbare ^ detektoren bekend uit het Amerikaanse octrooischrift 4.048.503. In een dergelijk apparaat treden, vooral ook door de noodzakelijke bewegingen van de detektoren ten opzichte van het te onderzoeken objekt, trillingen op die resulteren in microfonie stoorsignalen in het te meten detektor signaal.

Door de opbouw van de detektorelementen uit,op korte afstand naast elkaar gemonteerd, een hoogspanningselektrode en een signaaleiektrode,vormt elke meetkamer een condensator waarvan door trillingen van de elektroden de capaci- 20 textswaarde wordt gemoduleerd. Deze modulatie veroorzaakt een stoorsignaal in het me’etsignaal. Ook bij optimale montage van de onderscheiden elektroden blijkt deze capaci-teitsmodulatie niat in voldoende mate te zijn onderdrukt.

De uitvinding beoogt de gevolgen van de genoemde 7904923 « PHN 9^96 2 capaciteitsmodulatie te elimineren en daartoe heelt een inrichting van de in de aanhef ‘genoemde soort tot kenmerk dat aan de hoogspanningsbron een wisselspanningsbron is toegevoegd en in het signaalmeeteircuit een demodulatiecompen-5 satie schakeling is opgenomen.

In een inrichting volgens de uitvinding kan met behulp van een, via de hoogspanningselektrode geïntroduceerd wisselspanningssignaal met een relatief hoge frequentie, dat is gesuperponeerd op de relatief laagfrequente microfo-10 nie modulatie, het laatste signaal worden gediscrimineerd. Door dit signaal samen met het direkte meetsignaal toe te voeren aan een verschilschakeling kan dan een-van de micro-foniemodulatie ontdaan meetsignaal worden gewonnen.

In een voorkeursuitvoering.heeft, bij een detektor-^ hoogspanning van enkele honderden volt en een meetfrequen-tie van ongeveer 100 Hz, het wisselspanningssignaal een frequentie van bijvoorbeeld 1 MHz en een amplitude van bijvoorbeeld 1 volt.

Een voorkeursiiitvoering bevat een röntgenbron en een on ** detektorsysteem met een reeks van afzonderlijk uitleesbare detektoren waarbij de bron en het detektorsysteem gezamelijk beweegbaar ten opzichte van een te doorstralen objekt zijn opgesteld.

Door de gewenste snelle mechanische bewegingen in OP' een dergelijke inrichting treden relatief sterke trillingen op die resulteren in relatief sterke microfonie storingen, die met een schakeling volgens de uitvinding worden gecompenseerd. Een overeenkomstige compensatie is gerealiseerd in een inrichting voor het onderzoek van een ioniserende 30 straling uitzendend object dat, voor het bepalen van concentratievariaties met een detektorsysteem wordt afgetast.

Aan de hand van de tekening worden in het onder^T; staande enkele voorkeursuitvoeringen nader beschreven. In 35 de tekening toont: figuur 1 zeer schematisch een inrichting voor het meten van stralingsabsorptieverschillen met een röntgenbron 7904923 PHN 9^9^ 3 * en een detektorsysteem en figuur 2 een blokschema van een detektorsysteem met een compensatie schakeling volgens de uitvinding.

De inrichting voor het meten van locale absorptie 5 verschillen voor medische diagnostiek als geschetst in figuur 1 bevat een röntgenbronl en een detektorsysteem 2 die met behulp van een rotatieinrichting 3 en een ringvormige drager 4 roteerbaar om een op een draagtafel 5 gelegen objekt 6 zijn opgesteld. Voor inrichtingen waarbij een bundel 10 röntgenstralen 7 het objekt niet geheel omvat zijn de bron en het detektorsysteem gezamelijk ook, dan wel enkel, trans-latief ten opzichte van het objekt beweegbaar. Elk van de zich in een schaduwkegel van het objekt bevindende detek-torelementen 8 ontvangt röntgenstraling met, als gevolg van 15 een verschillende absorptie in het objekt, onderscheiden intensiteit. In praktische inrichtingen worden de detekto-ren bijvoorbeeld gedurende 1 tot 5 msec, aangestraald waarna met een stuurcircuit 9 8e röntgenbundel wordt onderdrukt en de detektoren worden uitgelezen. De zich gedurende de . . 20 aanstraaltijd, en bij voorkeur nog enkele msec, langer, opbouwende signalen worden toegevoerd aan een meetcircuit 11 met een integrerende versterker 13 voor versterking en integratie over de genoemde tijd. Integratietijd en omloopsnelheid van het bron-detektorsysteem zijn via het stuur-25 circuit 9 gekoppeld waardoor in feite integratie over een bepaalde meethoek, in praktische gevallen bijvoorbeeld over 1° , wordt doorgevoerd. Het meetcircuit omvat volgens de uitvinding een demodulatiecompensatie schakeling 15· Zoals ook in bekende inrichtingen worden de in het meétcircuit ge-30 vormde integratiesignalen toegevoerd aan een a-d converter 17 en vervolgens aan een rekeneenheid 19 voor het vormen van een absorptiebeeld van een door de röntgenbundel doorstraalde doorsnede van het objekt.

In figuur 2 is een voorkeursuitvoering van een de-35 modulatie-compensatie schakeling 15 in blokschema weergegeven. In elk van de detektorelementen 8 van de detektor 2 vormen een hoogspanningselektrode 21 en een signaalelek- 7904923 PHN 9b96 ^ trode 22 een condensator met een capaciteitswaarde C die voor de hier beschouwde metingen voor alle elementen gelijk verondersteld mag worden. De hoogspanningselektroden 21 zijn met een hoogspanningsbron 23 en een wisselspannings-5 bron 24 verbonden. Een van aftakpunten 25 te winnen signaal bevat hierdoor een wisselspanningscomponent en bij een in rust zijnde detektor die niet wordt aangestraald enkel deze component. De freqentie van de wisselspanning is zodanig gekozen dat die duidelijk boven de hoogstoptredende 10 meetfrequentie ligt en daarvan relatief gemakkelijk elektronisch is te scheiden. Een freqentie in de orde van 1 MHz blijkt goed te voldoen, maar gekozen kan worden in het fre-quentiegebied boven bijvoorbeeld ongeveer 10.000 Hz.

Komen nu bijvoorbeeld door het roteren van het de-15 tektorsysteem om het objekt, de elektroden van de detektor-elementen in trilling, dan ontstaat in het signaal een laag-frequente component waarop de wisselspanning, verder ter onderscheiding ook hoogfrequent genoemd, is gesuperponeerd. De microfoniefrequentie blijkt in praktische inrichtingen · 20 tussen ongeveer 100 en 500 Hz te liggen. Wordt vervolgens de detektor aangestraald dan ontstaat een verzamelmeetsignaal dat zowel de hoogrequent gemoduleerde microfonie component als het eveneens hoogfrequent gemoduleerde echte meetsignaal dat ontstaat door het verzamelen van ladingsdragers die als 25 gevolg van ionisatie door de invallende straling in de meet-kamers zijn gevormd bevat. Dit signaal wordt enerzijds via een filtercircuit 30 , waarin het van de hoogfrequente wis-selsspanningscomponent wordt ontdaan, toegevoerd aan een verschilversterker 31· Anderzijds wordt het meetsignaal toe-30 gevoerd aan het demodulatie-compensatiecircuit 15· Het de-modulatie-compensatie circuit bevat hier een als bandfilter of als- hoogdoorlaat 'filter werkend scheidingsfilter 33» een versterker 35 een dynodecircuit 36 een laagdoorlaat of laagdoorlaatband filter 37 een gelijkstroom- scheidings-35 element 38, een instelcircuit 39 en de verschilversterker 31 ·

Het verzamelsignaal wordt in het scheidingsfilter 33 7904923 ·».

ΡΗΝ 9^96 5 ontdaan van het laagfrequente echte meetsignaal. Uit het dan gewonnen signaal wordt na eventuele versterking met een op zich bekende demoduleercircuit 36 - 38 voor amplitude gemoduleerde signalen, een signaal gevormd dat nu nog 5 enkel de door microfonie opgewekte component bevat. Dit signaal wordt via een stuurcircuit 39 voor eventuele aanpassing aan de oorspronkelijke amplitude, toegevoerd aan de verschilversterker 31 en aldaar in feite van het gefilterde verzamel signaal afgetrokken waardoor een van de microfonie 10 component ontdaan echt meetsignaal is gevormd. De stuur-schakeling 39 kan bijvoorbeeld op grond van een extra meting buiten het eigenlijke onderzoek worden ingesteld. Het is duidelijk dan aan elk detektor element 8 een dergelijk demoduleer-compensatie schakeling moet worden aangesloten en 15 het aantal toe te passen detektorelementen legt dan ook geen beperkingen op aan het toepassingsgeboed van de uicvinding. Indien verwacht mag worden dat verschillende detektorelementen een microfonie component nagenoeg gelijke sterkte en gelijke fase zullen afleveren kan in principe met een ge-20 zamelijke demoduleer-compensatie-circuit worden gewerkt.

Een aftastende onderzoekinrichting voor het meten van door een objekt zelf uit te zenden straling, waarin dus de stralingsbron ontbreekt, bevat, bijvoorbeeld voor het, in coïncidentie meten, een tweetal detektorinrichtingen 25 die beiden zijn uitgerust met een demodulatie-compensatie schakeling volgens de uitvinding.

30 7904923 35

Claims (4)

1. Inrichting voor het meten van locale absorptiever-schillen in een biologisch objekt uitgerust met ten minste een detektor met een gasgevulde meetkamer met op relatief 5 geringe onderlinge afstand naast elkaar gelegen, een hoog-spanningselektrode en een signaalelektrode waaraan respectievelijk een hoogspanningsbron en een signaalmeetcircuit is aangesloten met het kenmerk, dat aan de hoogspanningsbron een wisselspanningsbron is toegevoegd en in het sig-^ naalmeetcircuit een demodulatie-compensatie schakeling is opgenomen.

2. Inrichting volgens conclusie 1 met hét kenmerk, dat de wisselspanningsbron een wisselspanning met een frequentie van ongeveer 1 MHz en een anplitude van ongeveer 1 volt lev 15 vert, waarbij de hoogspanningselekèrode een spanning van enkele honderden volt voert en de detektor met een omloopsnHl-heid van enkele seconden om het te meten objekt roteerbaar is.

3· Inrichting volgens conclusie 1 of 2 met het kenmerk, 20 dat deze is uitgerust met een rontgenbron die is gemonteerd op een de detektor dragende ring die roteerbaar om het objekt in een drager is gemonteerd. k. Inrichting volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de detektor translatief ten opzicht van het objekt beweeg-^ baar is.

5· Inrichting volgens een der voorgaande conclusies met het kenmerk, dat de demodulatie-compensatie schakeling een scheidingsfilter, een demoduleerschakeling voor amplitude- gemodhleerde signalen en een instelcircuit bevat. 30 35 790 4923