NO20032288L - System for diagnose fra strålingsavbildning, og stråledetektor - Google Patents

Description

Teknisk område

Denne oppfinnelse gjelder et apparat for å stille diagnose ut fra en avbildning fra bestråling, og avbildningen etableres ved hjelp av en halvlederdetektor.

Bakgrunnsteknikken

Apparater for strålingsavbildning og diagnose, av denne type omfatter blant annet tomografer for røntgenstråling og datamaskinbehandling, hvor indre vev kan avbildes som et kart over absorpsjonskoeffisienten for røntgenstråler. Videre omfattes gammastrålekameraer som avbilder tetthetsfordelingen av radioisotoper (RI) i en pasient etc. Fig. 1 i tegningene viser det ytre av et gammastrålekamera. Eksemplet er et apparat som både kan brukes til planar radiograf! og til såkalt SPECT, og apparatet bruker en detektorenhet 1 av den såkalte Anger-type, for flere fotomultiplikatorrør som er roterbart oppspent i en holder 2.1 de senere år har man hatt en tendens til å utnytte gammastrålekameraer basert på et kamerahode som er utrustet med en halvlederdetektor med et stort antall detektorelementer (av halvledertypen, men her for enkelhets skyld kalt detektorelementer). Disse elementer er gruppert i et plan i to dimensjoner og atskiller seg fra den viste detektorenhet 1 av Anger-typen. Selv om halvlederdetektorapparater også har anvendelser ut over gammastrålekameraet er det bruken av et slikt kamera som her skal tjene som eksempel. Fig. 2 viser en oppbygging av et typisk kamerahode i et slikt kamera. En kollimator 4 og en halvlederdetektor 5 anordnet bak denne, er innplassert i kamerahodet 3. Detektoren 5 i detektorenheten 1 har detektorelementer 6 anordnet i et plan (to dimensjoner) i et stort antall, slik det er illustrert på fig. 3. Bak disse elementer 6 er en elektronikkrets 7 (f.eks. av typen anvendelsesspesifisert integrert krets (ASIC) med forforsterkere for behandling av responsene fra detektorelementene 6 overfor bestråling, og med utlesingskretser etc.

Fig. 4 viser hvordan hvert detektorelement 6 er bygget opp med elektroder 9, 10 på begge overflater på et halvlederelement 8 av typen CZT, CdTe eller liknende, og elementet 6 er innrettet for registrering av bestråling ved å være i en tilstand hvor en forspenning påtrykkes elektrodene 9, 10 fra en elektrisk kraftkilde 12, for eksempel et batteri. Når strålingen faller inn på halvlederelementet 8 som har denne tilstand vil ladninger forflytte seg (migrere) mellom elektrodene, slik at det etableres en elektrisk strøm mellom dem. Den strøm som etableres utgjør et signal som overføres fra den ene elektrode 10 (signal-elektroden) og forsterkes i den etterfølgende forforsterker 11. Etter forsterkning omvandles signalet til et spenningssignal som føres ut. Her skal innskytes at selv om dagens hovedtyper bruker detektorelementer med sidestilte elektroder, slik det er vist på fig. 4 har man også typer hvor elektrodene er anordnet vertikalt, slik det er vist på fig. 5.

Slike detektorelementer 6 er anordnet i grupper og i et stort antall, slik at en vidvinkeldetektor så som den som er vist på fig. 3 kan dannes. En slik detektor utføres ved å bruke moduler med for eksempel 4x4 elementer (vist skraverte på fig. 3) og deretter sammenstille en rekke slike moduler.

Fig. 6 viser energikildene (batteriene) og signalledninger for en enkelt modul med elementer. Strømforsyningen føres naturligvis også til de øvrige moduler. Forforsterkeren og utlesingskretsen er anordnet i hvert element, og kretser som hører til flere detektorelementer blir sammenstilt i en felles krets 7 i aktuelle tilfeller. Siden forholdet mellom ele-mentmodulene og kretsen 7 er slik vil det være vanlig at en enkelt krets tilsvarer en enkelt modul. Dette er imidlertid ikke noen begrensning, men det re forhold hvor flere kretser 7 tilsvarer én modul og hvor en enkelt krets 7 tilsvarer flere moduler. Kraftkildene eller batteriet 13 for kretsen 7 er vist på fig. 6, og de behøver ikke alltid gi en enkelt driftsspenning, men kan ha flere. For å gjøre forklaringen enklere er det bare tatt med et enkelt batteri som altså gir en enkelt spenning. Detektorelementene 6 er på fig. 6 skilt enkeltvis, men dette behøver ikke være tilfellet bestandig, og det er også en modul slik det er vist på fig. 7 med et halvlederelement 8 som danner et flatt panel. En forspennings-påtrykkende elektrode 9 kan som vist være laget som en felleselektrode, og flere signal elektroder 10 kan da være utformet enkeltvis. Naturligvis kan det være vanskelig å danne en modul som tilsvarer den som er vist på fig. 7 når man har vertikaltstilte elektroder, slik at de detektorelementer 6 som er skilt fra hverandre og er vist på fig. 8 vanligvis vil være samlet på et flatt panel.

I mellomtiden er problemet med opphenging alltid til stede i en slik halvlederdetektor. En unormal utgang (en utgang som er mye høyere enn den ordinære respons overfor bestråling) vil iblant genereres et kort øyeblikk fra elementsiden, av en eller annen grunn. Selv om det virkelige tilfelle for en slik unormal utgang ennå ikke er utredet fullstendig vil en slik utgang være et fenomen som uunngåelig av og til vil finne sted i et kamerahode som omfatter flere tusen eller flere titusen elementer 6. Flere kraftkilder er vanligvis koplet til kretsen 7, og en oppbygging hvor flere PN-overganger er sammenføyd i serie (som i en thyristor) vil være aktuell over alt hvor dette avhenger også av den type krets 7 man har. Når en unormalt høy utgang kommer inn på en slik krets 7 vil den da aktivere thyristor-overgangen, og selv etter avslutningen av denne unormale inngang vil en unormal strøm fortsette å gå mellom kraftkildene og jord innenfor kretsen 7 (idet dette kalles "opphenging") inntil kretsen ødelegges på grunn av varmevirkning. Selv om ødeleggelse unngås vil kretsen 7 ikke virke under perioden denne unormale strøm går, og når gammastrålekameraet arbeidet uten at noen merker feilfunksjoneringen vil således den avbildningen man får også bli unormal. Et slikt apparat kan ikke være særlig egnet i permanent drift i praksis.

Et mål med denne oppfinnelse er å beskytte en spesialkrets (av typen ASIC) fra ødeleggelse som kan skyldes opphenging og undertrykke en unormal avbildning i et diagnoseapparat for stråleavbildning og utrustet med en halvlederdetektor.

Kort gjennomgåelse av oppfinnelsen

Et apparat for å stille diagnose ut fra en avbildning som dannes ved bestråling og hvor apparatet er i samsvar med forskjellige utførelsesformer av oppfinnelsen vil særlig om-fatte: stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en kilde for elektrisk forspenning for å påtrykke forspenning på detektorelementene, en prosesskrets for å behandle de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, overvåkingsmidler for overvåking av minst én av kraftforsyningene fra kilden for forspenning til detektorelementene og kraftforsyningen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen, styremidler for å stanse krafttilførselen fra krafttilførselsmidlene til prosessorkretsen når overvåkingsmidlene har registrert en eventuell unormalitet, og korreksjonsmidler for korreksjon av data som fremkommer fra detektormidlene, på basis av lengden av en stopp-periode for krafttil-førselen til prosesskretsen.

Overvåkingsmidlene kan være en styreenhet som utfører overvåkingen av minst én av tilførslene fra kilden til detektorelementene, henholdsvis fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen. Særlig kan det også være slik at når en eventuell unormalitet registreres oppstartes krafttilførselen fra kilden til prosesskretsen erter en forhåndsbestemt tidsperiode har utløpt etter stansen av denne tilførsel.

Kort gjennomgåelse av tegningene

Fig. 1 viser det ytre av et gammastrålekamera som er et eksempel på et apparat for diagnose ved hjelp av stråleavbildning, fig. 2 viser et utsnitt av dette kameras hode, fig. 3 viser hvordan en gruppering av detektorelementer er utført i kamerahodet, fig. 4 viser i nærmere detalj hvordan et detektorelement er bygget opp, fig. 5 viser et annet eksempel for en vertikal anordning av detektorelementet på fig. 2, fig. 6 viser skjematisk hvordan en modul med en gruppe detektorelementer er bygget opp, fig. 7 viser et eksempel hvor forspenningselektroder er utført felles i modulen vist på fig. 6, fig. 8 viser en modul i denne vertikal versjon på fig. 5, fig. 9 viser et funksjonsblokkskjema for et slikt apparat for diagnose i en særlig utførelse av oppfinnelsen, fig. 10 viser et diagram over monitoren for overvåking av unormale tilstander hos et element som forspenner en krets, og en kraftfordelingsbryter for midlertidig bryting av strømtilførselen til denne krets i tilfelle unormalitet, fig. 1 IA viser et skjema over hvordan monitoren på fig. 10 er bygget opp, samt en utgangsbølgeform i tilfelle man har en unormalitet, fig. 1 IB viser et tilsvarende skjema for en krets av typen ASIC som overvåkes slik det er illustrert på fig. 10, og en utgående bølgeform i tilfelle unormalitet, fig. 12 viser et skjema over nok et eksempel på en monitor for overvåking av unormale tilstander for det element som gir forspenning og kilden for kraftforsyningen til kretsen av typen ASIC, fig. 13 viser et diagram over hovedprinsippene for en teknikk som korrigerer senkningen av et kretsutgangssignal som brukes til midlertidig brvtine av strømtilførselen til en krets i annaratet. op fip 14 viser et diam-am over prinsippene for en teknikk som korrigerer for reduksjon av projeksjonslinjer som gjelder den midlertidige bryting av strømtilførselen til en krets i apparatet, i tilfelle man har en såkalt PET-koinsidens.

Beste måte å utføre oppfinnelsen på

Nedenfor skal et diagnoseapparat ifølge oppfinnelsen gjennomgås, som ut-førelseseksempler og som er illustrerte på tegningene. Særlig omfatter slike apparater tomografienheter for røntgenstråling og datamaskinbehandling for avbildning av det indre vev som en koeffisientkartlegging for opptaket av røntgenstrålingen. Videre har man et gammastrålekamera som avbilder tetthetsfordelingen for en radioisotop (RI) som er tilført vevet, og forskjellige andre aspekter. Her beskrives gammastrålekameraet som et eksempel.

Essensen av denne oppfinnelse består i at minst ett av elementene for forspenning (eller en hvilestrøm) for et detektorelement og spenningen (eller strømmen) fra kraftkilden (vanligvis har man flere typer kraftkilder, og blant disse en linje som har stor sannsynlighet for at det dukker opp et thyristor-fenomen som beskrevet ovenfor) for en spesialkrets av typen ASIC, idet denne spenning overvåkes. Når så den overvåkede spenning eventuelt skulle fremvise en unormalhet som her er kalt opphenging stanses kraftforsyningen til kretsen raskt, mens kraftforsyningen til den automatisk oppstartes igjen etter en forhåndsbestemt tidsperiode etter stansen. Ved det tidspunkt når kraftforsyningen til kretsen startes opp igjen vil ofte spenningsunormaliteten være eliminert. Videre inngår i oppfinnelsens essens at data i løpet av stansen av kraftforsyning korrigeres på basis av varigheten av denne stans, for derved å undertrykke eventuelle avbildningsunormaliteter som måtte skyldes opphøret av spenningstilførsel. Disse essenser ved oppfinnelsen skal gjennomgås i nærmere detalj nedenfor.

Fig. 9 viser et funksjonsblokkskjema for et fullstendig gammastrålekamerasystem ifølge denne utførelse. En interaktiv drivenhet 21 utgjøre grensesnittet mellom person og maskin, nemlig mellom en operatør og systemet. En datainnhentingsenhet 22 samler opp signaler fra et kamerahode 23, i en lagringsenhet som er innbefattet i en enhet 24 for prosessering/styring. Datainnhentingsenheten 22 omvandler et analogt signal fra en elektronikkrets (ASIC) 26 til digital form, idet denne krets 26 tar utgangen fra en halvlederdetektor 25 for forsterkning, strøm/spenningsomvandling og andre nødvendige forhåndsbehandlingstrinn, for å komme frem til den digitale verdi av energiverdien for hver enkelt stråling som legges inn. Etter at enheten 22 velger signaler i samsvar med en forhåndsbestemt situasjon (så som en situasjon hvor signalet faller innenfor et forhåndsbestemt energivindu) akkumulerer enheten signalene i lagringsinnretningen. Enheten 24 for dataprosesseirng/styring er en del som i hovedsaken tjener til å generere en avbildning ut fra de akkumulerte signaler og styre datainnhentingen. Den frembrakte avbildning vises på en visningsenhet 32.

Kamerahodet 23 har sine halvlederdetektorer 25 anordnet i to dimensjoner, kollimatorer 27, og kretsen 26 som håndterer utgangene fra detektorene 25 for forsterkning og annen nødvendig prosessering tilsvarer noenlunde det som allerede er gjennomgått i den kjente teknikk, og i tillegg til konstruksjonen omfatter den foreliggende oppfinnelse en kraftkildemonitor 28 og en kraft- eller strømfordeler 29 som hovedtrekk. Henvisningstallet 30 angir en forspenningskraftkilde 30, og henvisningstallet 31 en kraftkilde for kretsen ASIC. Posisjoner hvor disse kraftkilder er montert er ikke særlig begrenset, men de kan være enten utenfor eller innenfor kamerahodet 23.

Kraftkildemonitoren 28 er en sensor som registrerer minst ett av elementene (forspenning eller strøm) for detektorelementene og spenning (eller strøm) for kraftkilden for kretsene ASIC, og eventuell tilstedeværelse av unormale spenningsfunksjoner, herunder holding, overvåkes på basis av utgangsbølgeformen i kraftkildemonitoren 28 ved hjelp av en styreenhet 33 for kamerahodet. Kraftfordeleren 29 er en vender som er lagt inn i en til-førselslinje som strekker seg fra kilden 31 for kraftforsyning til kretsen ASIC, til kretsen 26 (ASIC). Når utgangsbølgeformen i monitoren 28 har fremvist en slik unormalitet fryktes registrerer styreenheten 33 for kamerahodet denne unormalitet og styrer kraftfordeleren 29 slik at kraftforsyningen fra kilden 31 til kretsen 26 brytes. Ved siden av dette er det slik at når styreenheten 33 har stanset krafttilførselen til kretsen 26 etter registrering av unormaliteten i utgangsbølgeformen hos monitoren 28 gis en varsling til operatøren om at kraftforsyningen er opphørt. Konkret tilfører enheten 33 informasjon til enheten 24 for dataprosesseirng/styring, om at strømmen til kretsen 26 er stanset, for å få en melding som gjelder at denne strømstans kan vises på visningsenheten 32 og/eller at en alarm som likeledes gjelder strømstansen kan settes i gang, for eksempel som et lydsignal.

På denne måte stanser enheten 33 for styring av kamerahodet strømmen til kretsen 26 ved registreringen av en unormalitet i utgangsbølgeformen hos kraftkildemonitoren, hvorved den kan hindre at kretsen 26 henger seg opp eller ødelegges.

Videre kan det være slik at når en forhåndsbestemt tidsperiode (en kort periode på for eksempel noen titalls millisekunder opp til noen hundre millisekunder) har gått siden tidspunktet for strømbruddet fra kilden 31 til kretsen 26 styrer styreenheten 33 for kamerahodet fordeleren 29 slik at denne starter opp igjen strømtilførselen fra kilden 31 til kretsen 26, slik at radiografifunksjonen (datainnhentingen) kan fortsette. Grunnen til at tidsperioden som strømmen brytes fra kilden 31 til kretsen 26 er satt til det tidsomfang som er nevnt ovenfor er at innstillingsverdien er en tidsperiode som trengs for utlading av en glattekondensator i kraftsyningslinjen. I et tilfelle hvor for eksempel tidsperioden hvor strømmen brytes ved flere millisekunder eller omkring dette vil utladingen av glattekonden-satoren være utilstrekkelig.

Imidlertid er de posisjoner hvor kraftkildemonitoren 28, kraftfordeleren 29 og kamerahodestyreenheten 33 er montert ikke spesielt kritisk, men de kan være anordnet enten utenfor eller innenfor selve kamerahodet 23.

Praktiske eksempler på monitoren 28 og fordeleren 29 er vist på fig. 10. Detektorelementene som allerede er beskrevet er modulariserte, idet en modul settes som én blokk, og spesialkretsen ASIC 26 tilsvarer denne enkelte blokk og kalles derfor en ASIC-blokk. Ved siden av dette vil man ved å betrakte ASIC-kraftkilden 31 finne at bare en enkelt linje som thyristorfenomenet antas å kunne å opptre på, er vist, mens de øvrige kraftkildelinjene ikke er vist.

Nå skal driften av denne utførelse gjennomgås.

Tilfelle 1

Det aktuelle kretsaspekt for kraftkildemonitoren 28 for elementforspenningen er gjerne bygget opp slik det er vist på fig. 1 IA som et eksempel. Vanligvis vil en strøm som går gjennom et element 34 være liten, og den elektriske kraft føres fra forspenningskraft-kilden 30 via en stor motstand 37 som også dermed tjener som en beskyttelsesmotstand. Strømmen utledes som et spenningssignal gjennom en kondensator 35. En linje for forspenningskraftforsyningen er lagt til hver eneste elementblokk 34, og kondensatoren 35 er inkorporert i hver kraftforsyningslinje for å overvåke kraftforsyningen til hvert enkelt element 34 (elementblokkene). Dersom nå en for stor strøm har gått gjennom en bestemt elementblokk 34 for en kortere tid genereres en pulsspenning fra kondensatoren 35, tilsvarende den aktuelle blokk 34, som vist på fig. 11 A. Denne pulsspenning registreres av kamerahodets styreenhet 33, hvorved man kan få holdt fast en situasjon hvor en holding eventuelt blir satt i gang. På tilsvarende måte vil en linje for kraftforsyningen til ASIC-blokken 26 for linjen for forspenningskraftforsyningen, legges til hver enkelt ASIC-blokk 26. Når pulsspenningen er registrert av enheten 33 vil et kraftfordelerelement 38 som er lagt inn i kraftforsyningslinjen for ASIC-blokken 26 åpnes (slås av) slik at kraftforsyningen til den ASIC-blokk 26 som tilsvarer den aktuelle elementblokk 34 omgående brytes. En tidsperiode for åpningen kan vanligvis være et øyeblikk.

Tilfelle 2

Sammen med eller i stedet for monitoren 35 for elementforspenningen inkorporeres en ASIC-kraftkildemonitor 36 i hver eneste ASIC-kraftforsyningslinje som vist på fig. 10. Det aktuelle aspekt av denne monitor 36 er en monitor for en spenningsreduksjon over en liten motstand 39 som vist på fig. 1 IB. Kamerahodets styreenhet 33 overvåker nivåutgangen fra denne spenningsfallmonitor, og ved eventuell registrering av en unormalitet åpner denne enhet 33 bryteret 38 i kraftforsyningslinjen for ASIC-blokken 26, der denne eventuelle unormalitet har oppstått, slik at kraftforsyningen til denne blokk 26 omgående kan brytes. En tidsperiode for åpningen kan vanligvis være en kort tid.

På denne måte og i samsvar med denne utførelse vil minst ett av elementene forspenningskraftforsyningen og ASIC-kraftforsyningen overvåkes i blokkenheter, og selv når en av dem har fremvist en unormal bølgeform vil kraftforsyningen til den aktuelle ASIC- blokk stanses. Således kan en holding hindres i å oppstå. Videre startes kraftforsyningen opp igjen etter utløpet av en kort tidsperiode, siden strømbrytingen ved dette tidspunkt vil ha vart tilstrekkelig lenge til at bølgeformens unormalitet normalt vil ha blitt avsluttet, hvoretter datainnhentingen kan gjenopptas direkte.

Således vil både monitoren, venderen og styreenheten være sammenkoplet i kretsen ASIC selv. Med en passende kretskonstruksjon og selv om elementutgangsprosessdelen har kommet til en holdesituasjon vil en slik beskyttelsesfunksjonsdel kunne hindres fra å lide skade på grunn av slike fenomener.

Nå skal en modifikasjon av denne utførelse gjennomgås. Denne modifikasjon viser et eksempel på en oppbygging som er effektiv i et tilfelle hvor en avstand fra kraftkildemonitoren 35 til kamerahodestyreenheten 33 fysisk er stor, slik at trådkoplingen fra monitoren til enheten 33 er vanskelig å utføre rent monteringsmessig.

Fig. 12 viser et eksempel som er felles for det foregående aspekt ved konstruksjonen av kraftkildemonitorene 35 og 36 vist henholdsvis på fig. 11A og 1 IB, men den nye ut-førelse er vesensforskjellig fra disse ved at monitorene 35 og 36 er felles for samtlige blokker 34 eller at de deles i enheter i flere naboblokker 34.

Som angitt tidligere og når minst ett av elementene kraftforsyningen og kretskraftforsyningen har fått unormale tendenser vil kamerahodestyreenheten 33 samtidig åpne fordelerne 38 som går til de enkelte ASIC-blokker 26, for å hindre at holdefenomener skal oppstå. På denne måte kan ASIC-kraftforsyningen godt stoppes i enhetene for antallet blokker som monitorene 35, 36 deler. Her realiseres imidlertid en stans av strømtilførselen til ASIC-kretsen i hver enkelt blokkenhet som i den foregående utførelse.

Styreenheten 33 for kamerahodet tilfører styreenheten 24 for dataprosesseringen et styresignal som uttrykker tilstedeværelsen av en slik unormal spenningsstigningstendens. Styreenheten 24 går inn i lagringsinnretningen og kontrollerer de data som ligger lagret i denne, fra datainnhentingsenheten 22. Vanligvis vil intet signal komme fra ASIC-blokken 26 (idet en tellerverdi da er lik null eller meget lav), idet denne blokk 26 er under holdetendens. Styreenheten 24 for dataprosessering spesifiserer en slik ASIC-blokk 26 og sender informasjon som spesifiserer denne aktuelle blokk 26, tilbake til kamerahodestyreenheten 33. Denne kamerahodestyreenhet 33 åpner kraftfordeleren 38 tilhørende kraft-forsyningskildelinjen som fører til den aktuelle blokk 26, et kort øyeblikk, i samsvar med den mottatte informasjon.

I dette eksempel tillates å øke antallet monitorer 35, 36 og forenkle ledningskoplingen fra disse monitorer 35, 36 til kamerahodestyreenheten 33.

Nå skal de korreksjoner av data i løpet av kraftforsyningsstansen gjennomgås, slik disse korreksjoner utføres av styreenheten 24 for dataprosessering. Som angitt tidligere stanser styreenheten 33 for kamerahodet strømtilførselen til kretsen ASIC over den korte tidsperiode fra tidspunktet for tilstedeværelse av unormaliteten inntil utløpet av den gitte tidsperiode. Styreenheten 33 for kamerahodet lagrer informasjonssekvenser ved tidspunktet for hver kraftforsyningsstans og lengden i tid av hver stans, i et internt lager eller et eksternt lager, og av og til sender denne enhet 33 informasjonssekvensene for tidspunktet for stans og varigheten At til styreenheten 24 for dataprosessering.

Vanligvis vil en tidsperiode for datainnhenting være oppdelt i flere sesjoner eller avsnitt. Elementutgangene i løpet av et slikt avsnitt (tidsperioden T) integreres, og resultatet av integreringen håndteres som én måleverdi. Tidsperioden At

for kraftforsyningsstansen settes kortere enn tidsperioden T for avsnittet. Følgelig vil utgangen fra en krets ASIC avvike (være lavere) fra den sanne verdi i samsvar med tidsperioden At for kraftforsyningsstansen. Når en avbildning rekonstrueres i denne tilstand og holdes intakt (i enhver planar radiografi, SPECT og PET i tilfelle det gjelder medisinsk apparat for nukleær analyse) vil degradering av avbildningen være uunngåelig.

Etter avslutningen av avsnittstidsperioden T eller at samtlige måleaktiviteter som følger etter denne tidsperiode er avsluttet korrigerer styreenheten 24 for dataprosesseringen data som ligger i lagringsinnretningen, som nærmere forklart nedenfor og overfører de korrigerte resultater for en beregning av avbildningsrekonstruksjon (som utføres i styreenheten 24 for dataprosessering).

I tilfelle man har planar radiografi og SPECT eller ikke-koinsidens-PET med en kollimator og den planare radiografi vil et avsnitt strekke seg fra starten av datainnhentingen og til slutten av denne. Dette betyr at man får en avsøkingsperiode T. I tilfelle SPECT og ikke-koinsidens-PET vil avsnittet være en måling som utføres over en bestemt tidsperiode T i en tilstand hvor kamerahodet 23 er ved en viss dreievinkel. Siden målingene utføres i posisjonen for mange dreievinkler vil en avsøking kompletteres med et stort antall avsnitt. Måleverdiene for de enkelte elementer som dekkes av den aktuelle krets ASIC sin utgang integreres til en gjennomsnittlig tid i tidsperioden T, og den integrerte verdi angis med X. Denne verdi blir korrigert i samsvar med formelen:

Nærmere bestemt og som vist på fig. 13 økes en tellerverdi som aktuelt måles proporsjonalt i samsvar med tidsperioden At for kraftforsyningsstansen. På fig. 13 viser en hvit sirkelmarkering den aktuelle tellerverdi X, mens en svart sirkelmarkering representerer den korrigerte verdi X'.

Her vil en senkning i tellerverdiene som ventet for den midlertidige stans i strømforsyningen observeres i en blokk som består av de åtte elementer fra elementene n -

(n+7), hvorved måleverdiene for disse elementer blir korrigert.

Her vil i koinsidens-PET utføres en måling ved en bestemt dreievinkel som settes slik at målingen danner et bestemt avsnitt, og tidsperioden av dette avsnitt vil tilsvare den ovenfor nevnte tidsperiode T. Betrakter man gammastråler som detekteres av flere motstående elementer ved en identisk timing vil man fa en virtuell linje LOR (en responslinje) som forbinder de elementer som detekterte gammastrålene, og linjen genereres ved forholdstrinnet for beregningen av avbildningen under rekonstruksjon (idet genereringen utføres av styreenheten 24 for dataprosessering), og den brukes som projeksjonsdata for beregningen av avbildningsrekonstruksjonen. Ved bruk av data som fremkommer inntil en gjennomsnittlig tid i tidsperioden T frembringes disse virtuelle linjer LOR for data tilhørende elementene som dekkes av den aktuelle krets ASIC 26, tilsvarende mellom disse elementer og de øvrige elementer. Fig. 14 viser et eksempel i et system hvor to kamerahoder 23 er satt mot hverandre. Selv om linjene LOR trekkes i bare en enkelt dimensjon vil de i virkeligheten strekke seg i to dimensjoner. Eksemplet tilsvarer et tilfelle hvor de aktuelle elementer er i antallet fire. Flere linjer LOR er indikert med en enkelt linje. De enkelte LOR med heltrukket linje brukes direkte uten å endre deres nummer, men de enkelte linjer LOR som er stiplet tegnet og som er lagt inn mellom de problematiske elementer og de sikre elementer tilføres avbildningsrekonstruksjon etter at deres antall eller nummer X korrigeres på følgende måte:

Med denne korreksjon kan man få en god avbildning til tross for tilstedeværelsen av perioder At hvor strømtilførselen er brutt.

Her er den ASIC (kretsen) som fremviser holdefenomenet eksemplifisert. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til hverken en slik krets eller dennes eventuelle holdefenomener, men den kan gjelde generelle kretser som har en slik karakteristikk at når driften av en krets for utgangene fra et prosesseringselement er blitt unormale, uansett hvilken grunn, vil situasjonen gjenopprettes ved fråkopling av strømtilførselen i en til-førselsledning, én enkelt gang.

Ved siden av dette er det beskrevet i et eksempel hvordan datainnhentingen fortsetter etter avslag ved hjelp av kraftfordelerbryteren, for bare noen av ASIC-blokkene og i løpet av kort tid, hvoretter de innhentede data blir korrigerte. Det er også tillatt at når avslaget ved hjelp av bryteren er funnet nødvendig vil enkelte eller samtlige ASIC-blokker midlertidig slås av, idet datainnhentingen for tidsperioden T og stanset halvveis gjøres om igjen fra starten.

I det som er beskrevet ovenfor indikeres den tidsperiode hvor kraftforsyningen er stanset, med At og brukes for korreksjon av de innhentede data. I virkeligheten vil man imidlertid ha tidsperioder hvor den normale drift ikke umiddelbart påvirkes, til tross av oppstartingen igjen av kraftforsyningen, for eksempel en tidsperiode hvor ASIC-kretsen føres tilbake fra en unormalt oppvarmet tilstand. Systemet kan også ignorere ASIC-kretsens utganger i mellomtiden, for datainnhentingen og på forhånd i forhold til tidsperiodene. I et slikt tilfelle skal dette patent forstås med At indikerende den tidsperiode som er brukt etter reeistrerineen av unormaliteten op frem til onnstartin<p>en ipien av datainnhentinpen

Ved siden av dette er det nå blitt beskrevet at kraftkildelinjene som fører til ASIC-kretsen som unormaliteten er overvåket for, er de samme som kraftkildelinjene som effekt-eller kraftfordelingen er slått av for. I enkelte kretskonstruksjoner vil imidlertid en slik spesialkrets ASIC kunne beskyttes og gjenoppstartes på en slik måte at den linje som har gjennomgått unormaliteten ikke blir slått av, men at en annen kraftkildelinje (i dette tilfelle kan også en jordforbindelse betraktes som en av kraftkildelinjene) blir slått av. Også i et slikt tilfelle vil man få en naturlig dekning av situasjonen med denne oppfinnelse.

Videre er det ovenfor beskrevet at elementblokkene og ASIC-blokkene er i 1:1-korrespondanse. Selv om en slik entydig korrespondanse er ønskelig for det første tilfelle som er beskrevet vil naturligvis elementet og ASIC-blokkene kunne korrespondere med hverandre, enten ved N:l eller ved 1:N i andre tilfeller. Utover dette er det beskrevet at flere elementer antas å være ordinært modulariserte før overlagring av detektorene, og at modulen er satt som en enhetsblokk for kraftkilden, forspenningsstrømtil førsel en og kontrollen/ styringen. Det er imidlertid naturlig at flere moduler også kan være anordnet som en blokk.

Så er det beskrevet at antallet enkeltvise kraftfordelere eller -brytere og de enkelte kraftkildemonitorer er i antallet 1:1, men de kan også være i forholdet 1:N eller N:l. Ved siden av dette vil bryteren og monitoren kunne være anordnet for eller i hver eneste blokk, når det gjelder kretsmontasjen, men et element kan naturligvis betraktes som en enkelt blokk i et slikt tilfelle hvor størrelsen av hvert element er betydelig og hvor antallet elementer er lite.

Det eksempel hvor stråledeteksjonselementene er anordnet i en gruppering i to dimensjoner er her nevnt, men det skal forstås at elementene også kan anordnes i en enkelt dimensjon eller i tre dimensjoner.

Selv om det her er vist at en halvlederdetektoranvendelse som er basert på fotontelling i et system og omfatter et gammastrålekamera vil en halvlederdetektor også kunne brukes i kontinuerlig strømmodus så som i datamaskintomografi med røntgenstråler eller i et rent røntgenapparat. Tegningene av de enkelte utførelser vil likevel gjelde noenlunde uendret, og beskrivelsen vil også passe til slike situasjoner. En mindre forskjell er at de innhentede data ikke gjelder selve tellerverdien, men at det er den aktuelle amplitude eller størrelse innenfor den gitte tidsperiode eller A/D-verdien for kvantiteten av akkumulerte ladninger, og aksen for ordinatene i fig. 13 kan være endret fra tellerverdien til en målverdi.

Denne foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset til de aspekter for ytelse som er gitt i beskrivelsen, men kan modifiseres på forskjellig måte og utføres innenfor et omfang som ikke avviker fra oppfinnelsens ramme. Videre kan forskjellige trinn innbefattes i ytelsesaspektene og forskjellige oppfinnelser kan utledes ved passende kombinasjon av flere her angitt ingredienser. Som eksempel vil enkelte slike kunne utledes fra samtlige de som er indikerte i ytelsesaspektene.

Industriell anvendbarhet

Som beskrevet ovenfor er den foreliggende oppfinnelse egnet til å frembringe et diagnoseapparat som bruker stråleavbildning og som videre er utrustet med en halvlederdetektor.

Claims (11)

1. Diagnoseapparat for avbildning ved hjelp av bestråling, karakterisert ved : stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en kilde for elektrisk forspenning for å påtrykke forspenning på detektorelementene, en prosesskrets for å behandle de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, overvåkingsmidler for overvåking av minst én av kraftforsyningene fra kilden for forspenning til detektorelementene og kraftforsyningen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen, styremidler for å stanse krafttilførselen fra krafttilførselsmidlene til prosessorkretsen når overvåkingsmidlene har registrert en eventuell unormalitet, og korreksjonsmidler for korreksjon av data som fremkommer fra detektormidlene, på basis av lengden av en stopp-periode for krafttilførselen til prosesskretsen.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at prosesskretsen er bygget opp med flere prosesskretsblokker, og at styremidlene er innrettet for å stanse krafttilførselen til samtlige prosesskretsblokker.

3. Apparat ifølge krav 2, karakterisert ved at hver prosessblokk er anordnet for hvert respektive detektorelement.

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at styremidlene er innrettet for omstarting av kraftforsyningen til prosesskretsen etter utløpet av en forhåndsbestemt tidsperiode etter stansen av kraftforsyningen til prosesskretsen.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert ved at kraftforsyningen til prosesskretsen startes opp igjen ved gjenopptak av en tilstand hvor kraftforsyningen ble stanset.

6. Diagnoseapparat for avbildning ved hjelp av bestråling, karakterisert ved : stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en kilde for elektrisk forspenning for å påtrykke forspenning på detektorelementene, en prosesskrets med flere prosesskretsblokker som hver behandler de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, overvåkingsmidler for overvåking av minst én av kraftforsyningene fra kilden for forspenning til detektorelementene og kraftforsyningen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen, styremidler for å stanse krafttilførselen fra krafttilførselsmidlene til den tilsvarende prosessblokk i prosessorkretsen når overvåkingsmidlene har registrert en eventuell unormalitet.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert ved at styremidlene er innrettet for omstarting av kraftforsyningen til prosessblokken etter utløpet av en forhåndsbestemt tidsperiode etter stansen av kraftforsyningen til prosessblokken.

8. Diagnoseapparat for avbildning ved hjelp av bestråling, karakterisert ved : stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en kilde for elektrisk forspenning for å påtrykke forspenning på detektorelementene, en prosesskrets for å behandle de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, overvåkingsmidler for overvåking av minst én av kraftforsyningene fra kilden for forspenning til detektorelementene og kraftforsyningen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen, og styremidler for å stanse krafttilførselen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen når monitormidlene har registrert en eventuell unormalitet og for å starte kraftforsyningen til prosesskretsen igjen etter utløpet av en forhåndsbestemt tidsperiode etter opphøret av kraft-tilførselen.

9. Diagnoseapparat for avbildning ved hjelp av bestråling, karakterisert ved : stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en kilde for elektrisk forspenning for å påtrykke forspenning på detektorelementene, en prosesskrets for å behandle de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, overvåkingsmidler for overvåking av minst én av kraftforsyningene fra kilden for forspenning til detektorelementene og kraftforsyningen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen, og styremidler for å stanse krafttilførselen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen når monitormidlene har registrert en eventuell unormalitet, og varslingsmidler for å varsle en operatør om det faktum at kraftforsyningen til prosesskretsen er stanset.

10. Diagnoseapparat for avbildning ved hjelp av bestråling, karakterisert ved : stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en kilde for elektrisk forspenning for å påtrykke forspenning på detektorelementene, en prosesskrets for å behandle de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, overvåkingsmidler for overvåking av minst én av kraftforsyningene fra kilden for forspenning til detektorelementene og kraftforsyningen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen, og styremidler for å stanse krafttilførselen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen når monitormidlene har registrert en eventuell unormalitet, og lagringsmidler for lagring av det faktum at kraftforsyningen til prosesskretsen er stanset.

11. Diagnoseapparat for avbildning ved hjelp av bestråling, karakterisert ved : stråledetektormidler med flere detektorelementer, hvert for omvandling av stråling til et elektrisk signal, en prosesskrets for å behandle de elektriske signaler fra detektorelementene, kraftforsyningsmidler for tilførsel av kraft til prosesskretsen, monitormidler for overvåking av en tilstand for det elektriske signal som føres ut fra minst ett av detektorelementene, og styremidler for midlertidig stans av krafttilførselen fra kraftforsyningsmidlene til prosesskretsen når monitormidlene har registrert en eventuell unormalitet i det elektriske signal.