RU144697U1 - Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения (варианты) - Google Patents
Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU144697U1 RU144697U1 RU2014111558/14U RU2014111558U RU144697U1 RU 144697 U1 RU144697 U1 RU 144697U1 RU 2014111558/14 U RU2014111558/14 U RU 2014111558/14U RU 2014111558 U RU2014111558 U RU 2014111558U RU 144697 U1 RU144697 U1 RU 144697U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gamma
- locator
- localizing
- ionizing radiation
- radiation source
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nuclear Medicine (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
1. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения, содержащий схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, отличающийся тем, что в качестве детектирующего элемента используется полупроводниковый кристалл, который помещён в коллиматор.2. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из свинца.3. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из вольфрама.4. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой герконовый датчик.5. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой механический переключатель.6. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой сенсорную поверхность.7. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой инфракрасный датчик расстояния.8. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения, содержащий схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, отличающийся тем, чт
Description
Полезная модель относится к радионуклидной диагностики в области онкологии. Радионуклидная диагностика - это самостоятельный раздел лучевой диагностики и радиологии в частности, предназначенный для распознавания патологических изменений органов и систем человека с помощью радиофармацевтических препаратов.
Известно устройство Surgical gamma probe with TlBr semiconductor for identification of sentinel lymph node, описанное в статье da Costa, F.E., Nuclear Science Symposium Conference Record, 2005 IEEE, 2890-2894 pages. Это хирургический гамма-зонд, где в качестве сцинтиллятора используется T1Br кристалл.
Недостатком такого устройства является необходимость применения хирургического вмешательства, недостаточная точность, чувствительность к магнитным полям, недостаточная помехоустойчивость к шумам фотоумножителя, маленький световыход сцинтилляционного кристалла, и зависимость скорости счета от температуры.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является устройство, описанное в статье Georgiou, M., Evaluation of an imaging gamma probe based on R8900U-00-C12 PSPMT, Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS/MIC), 2011 IEEE, 4020-4023 pages, принятое за прототип. Это гамма-зонд на основе R8900U-00-C12 позиционно-чувствительного фотоэлектронного умножителя, соединенного с сцинтиллятором, в качестве которого используется CsI (T1) кристалл, и параллельным коллиматором общего назначения.
Недостатком прототипа является маленький световыход сцинтилляционного кристалла, чувствительность к магнитным полям и зависимость скорости счета от температуры.
Технический результат направлен на создание устройства для радионуклидной диагностики для распознавания патологических изменений органов и систем человека с помощью радиофармацевтических препаратов.
Технический результат по пунктам 1-7 формулы полезной модели (вариант 1) достигается созданием гамма-локатора для локализации источника ионизирующего излучения, содержащего схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифро-аналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, при этом детектирующий элемент помещен в коллиматор, в качестве детектирующего элемента используется полупроводниковый кристалл. Защита от рассеянного излучения и фоновой активности окружает детектирующую часть с боковых сторон и формирует узкое поле зрения детектора для улучшения отношения сигнал-шум.
Технический результат по пунктам 8-16 формулы полезной модели (вариант 2) достигается созданием гамма-локатора для локализации источника ионизирующего излучения, содержащего схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифро-аналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, при этом детектирующий элемент помещен в коллиматор и состоит из кристалла LaBr3:Ce и фотоэлектронного умножителя, в качестве которого используется кремниевый фотоумножитель SiPM. Защита от рассеянного излучения и фоновой активности окружает детектирующую часть с боковых сторон и формирует узкое поле зрения детектора для улучшения отношения сигнал - шум. Кристалл LaBr3:Ce был выбран в качестве сцинтиллятора, т.к. он имеет следующие характеристики:
- высокая эффективность регистрации (на уровне эффективности регистрации NaI);
- негигроскопичность сцинтиллятора, т.е. возможность работать с ним на открытом воздухе без дополнительной защиты кристалла от влаги;
- высокое значение эффективного атомного номера;
- небольшое время высвечивания.
В качестве фотодетектора гамма-локатора выбран SiPM, т.к. он обладает следующими характеристиками:
- рабочее напряжение лежит приблизительно на 2 В выше чем Uпроб (пробойное напряжение), a Uпр составляет всего десятки Вольт;
- превосходное отношение сигнал/шум (ОСШ) по сравнению с обычными лавинными фотодиодами;
- не повреждается от избыточного света;
- выносливые (прочные) и стабильные;
- минимальные требования к электронике;
- малый разброс коэффициента усиления (менее 10%);
- невысокая чувствительность коэффициента усиления к изменению температуры и напряжения питания (к изменению температуры ~3% на 10°C; к изменению напряжения смещения ~1% на 30 мВ);
- возможность регистрации наносекундных вспышек света без искажения формы детектируемого импульса;
- возможность работы, как в режиме счета импульсов, так и в спектрометрическом режиме;
- хорошее временное разрешение (десятки пикосекунд);
- компактность (размеры чувствительной области SiPM - 1 мм2, 9 мм2, 25 мм2).
Технический результат по пунктам 17-23 формулы полезной модели (вариант 3) достигается созданием гамма-локатора для локализации источника ионизирующего излучения, содержащего схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифро-аналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, при этом детектирующий элемент помещен в коллиматор, в качестве детектирующего элемента используется матрица сцинтилляционных кристаллов, соединенная с матрицей кремниевых фотоумножителей. Защита от рассеянного излучения и фоновой активности окружает детектирующую часть с боковых сторон и формирует узкое поле зрения детектора для улучшения отношения сигнал-шум.
Технический результат по пунктам 24-31 формулы полезной модели (вариант 4) достигается созданием гамма-локатора для локализации источника ионизирующего излучения, содержащего схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифро-аналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, при этом детектирующий элемент помещен в коллиматор, в качестве детектирующего элемента используется матрица чувствительных элементов. Защита от рассеянного излучения и фоновой активности окружает детектирующую часть с боковых сторон и формирует узкое поле зрения детектора для улучшения отношения сигнал-шум.
В частном случае, в вариантах 1, 2, 3, 4, коллиматор предлагается выполнить из свинца или вольфрама, в том числе схема включения гамма-локатора для локализации источника ионизирующего излучения представляет собой:
- герконовый датчик;
- механический переключатель;
- сенсорную поверхность;
- инфракрасный датчик расстояния.
Схема включения, представленная одним из выше указанных способов, необходима для активации схемы питания.
Пример конкретной реализации предлагаемого устройства в общем виде представлен на Фиг. 1 и состоит из: детектирующего элемента 1, помещенного в коллиматор 2, усилителя 3, компаратора 4, логического анализатора FPGA (англ. field-programmable gate array - схема логических элементов, программируемая в условиях эксплуатации) 5, интерфейса передачи данных 6, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 7, шины SPI (англ. Serial Peripheral Interface, SPI bus - последовательный периферийный интерфейс) 8, схемы питания 9 и схемы включения 10. Схема включения 10 соединена со схемой питания 9, которая подключена к каждому элементу системы через шину SPI 8.
Пример реализации 1 варианта детектирующего элемента предлагаемого устройства представлен на Фиг. 2 и представляет собой полупроводниковый кристалл 11.
Пример реализации 2 варианта детектирующего элемента предлагаемого устройства представлен на Фиг. 3 и представляет собой сцинтиллятор 12, соединенный с фотоэлектронным умножителем 13.
Пример реализации 3 варианта детектирующего элемента предлагаемого устройства представлен на Фиг. 4 и представляет собой матрицу сцинтилляционных кристаллов 14, соединенную с матрицей кремниевых фотоумножителей 15.
Пример реализации 4 варианта детектирующего элемента предлагаемого устройства представлен на Фиг. 5 и представляет собой матрицу чувствительных элементов 16.
Устройство представляет из себя портативный детектор гамма-квантов, позволяющий диагностировать неглубокие злокачественные новообразования при использовании радиофармпрепаратов (РФП, препарат, содержащий радиоактивные короткоживущие изотопы или их соединения с различными неорганическими или органическими веществами, предназначенный для медико-биологических исследований, радиоизотопной диагностики и лечения различных заболеваний), вводимых (внутривенно, подкожно, ингаляционно, через пищеварительную систему) в организм. РФП способен избирательно накапливаться в органах и тканях, пораженных злокачественным новообразованием, что и происходит по прошествии характерного для данного РФП отрезка времени. Излучение, испускаемое радиоактивным изотопом, входящим в состав РФП, можно зарегистрировать при помощи гамма-локатора: скорость счета гамма-квантов будет максимальной в точке расположения опухоли. Таким образом, можно диагностировать опухоль и ее местоположение в организме, которое определяется как область повышенной концентрации РФП. Источник гамма-квантов располагается напротив детектирующего элемента 1, помещенного в коллиматор 2, сигнал с которого идет на ЦАП 7. Далее аналоговый сигнал подается на усилитель 3, соединенный с компаратором 4. После чего передается на логический анализатор FPGA 5 и интерфейс передачи данных 6. Схема включения 10, соединенная со схемой питания 9 через шину SPI 8 подключена к каждому элементу.
Таким образом, техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является детектор гамма-излучения, предназначенный для диагностики онкологических заболеваний.
Claims (31)
1. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения, содержащий схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, отличающийся тем, что в качестве детектирующего элемента используется полупроводниковый кристалл, который помещён в коллиматор.
2. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из свинца.
3. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из вольфрама.
4. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой герконовый датчик.
5. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой механический переключатель.
6. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой сенсорную поверхность.
7. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 1, отличающийся тем, что схема включения представляет собой инфракрасный датчик расстояния.
8. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения, содержащий схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, отличающийся тем, чтодетектирующий элемент состоит из сцинтиллятора и фотоэлектронного умножителя и помещен в коллиматор.
9. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из свинца.
10. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из вольфрама.
11. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что в качестве сцинтиллятора используется кристалл LaBr3:Ce.
12. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что в качестве фотоэлектронного умножителя используется кремниевый фотоумножитель SiPM.
13. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что схема включения представляет собой герконовый датчик.
14. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что схема включения представляет собой механический переключатель.
15. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что схема включения представляет собой сенсорную поверхность.
16. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 8, отличающийся тем, что схема включения представляет собой инфракрасный датчик расстояния.
17. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения, содержащий схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, отличающийся тем, что в качестве детектирующего элемента используется матрица сцинтилляционныхкристаллов, соединенная с матрицей кремниевых фотоумножителей, детектирующий элемент помещен в коллиматор.
18. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 17, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из свинца.
19. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 17, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из вольфрама.
20. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 17, отличающийся тем, что схема включения представляет собой герконовый датчик.
21. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 17, отличающийся тем, что схема включения представляет собой механический переключатель.
22. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 17, отличающийся тем, что схема включения представляет собой сенсорную поверхность.
23. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 17, отличающийся тем, что схема включения представляет собой инфракрасный датчик расстояния.
24. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения, содержащий схему включения, схему питания, подключенную к каждому элементу системы через шину SPI, детектирующий элемент, усилитель, компаратор, цифроаналоговый преобразователь, логический анализатор FPGA, интерфейс передачи данных, отличающийся тем, что в качестве детектирующего элемента используется матрица чувствительных элементов, помещенная в коллиматор.
25. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из свинца.
26. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что коллиматор выполнен из вольфрама.
27. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что матрица чувствительных элементов выполнена на основе полупроводниковых детекторов.
28. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что схема включения представляет собой герконовый датчик.
29. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что схема включения представляет собой механический переключатель.
30. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что схема включения представляет собой сенсорную поверхность.
31. Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения по п. 24, отличающийся тем, что схема включения представляет собой инфракрасный датчик расстояния.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014111558/14U RU144697U1 (ru) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014111558/14U RU144697U1 (ru) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения (варианты) |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU144697U1 true RU144697U1 (ru) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014111558/14U RU144697U1 (ru) | 2014-03-26 | 2014-03-26 | Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения (варианты) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU144697U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017069658A1 (ru) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Неомед" | Гамма-зонд для регистрации и локализации источника ионизирующего излучения в биологическом объекте |
-
2014
- 2014-03-26 RU RU2014111558/14U patent/RU144697U1/ru active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2017069658A1 (ru) * | 2015-10-20 | 2017-04-27 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Неомед" | Гамма-зонд для регистрации и локализации источника ионизирующего излучения в биологическом объекте |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9069089B2 (en) | Methods and systems for increasing the sensitivity of simultaneous multi-isotope positron emission tomography | |
| Lecomte | Novel detector technology for clinical PET | |
| US7800070B2 (en) | Quantum photodetectors, imaging apparatus and systems, and related methods | |
| Dokhale et al. | Performance measurements of a depth-encoding PET detector module based on position-sensitive avalanche photodiode read-out | |
| WO2016015061A1 (en) | Multiple spatial resolution scintillation detectors | |
| EP3252505A1 (en) | Alpha particle detection apparatus using dual probe structured ionization chamber and differential amplifier | |
| Patt et al. | High resolution CsI (Tl)/Si-PIN detector development for breast imaging | |
| JP2005140783A (ja) | 検出器モジュール | |
| ES2804999T3 (es) | Un tomógrafo TOF-PET y un procedimiento de obtención de imágenes usando un tomógrafo TOF-PET, en base a una probabilidad de producción y a la semivida de un positronio | |
| Ullah et al. | A new positron-gamma discriminating phoswich detector based on wavelength discrimination (WLD) | |
| Spanoudaki et al. | Pet & SPECT instrumentation | |
| Moutinho et al. | Development of a scintillating optical fiber dosimeter with silicon photomultipliers | |
| Lee et al. | Advancements in positron emission tomography detectors: from silicon photomultiplier technology to artificial intelligence applications | |
| Heemskerk et al. | An enhanced high-resolution EMCCD-based gamma camera using SiPM side detection | |
| RU144697U1 (ru) | Гамма-локатор для локализации источника ионизирующего излучения (варианты) | |
| Ganguly et al. | Some physical aspects of positron annihilation tomography: A critical review | |
| NL2020237B1 (en) | Active collimator for positron emission and single photon emission computed tomography | |
| Shimizu et al. | Assessment of ${\rm Lu} _ {1.8}{\rm Gd} _ {0.2}{\rm SiO} _ {5} $(LGSO) Scintillators With APD Readout for PET/SPECT/CT Detectors | |
| KR20110062622A (ko) | Ｐｅｔ 장치 및 ｐｅｔ 장치의 신호 처리 방법 | |
| McElroy et al. | First results from MADPET-II: a novel detector and readout system for high resolution small animal PET | |
| JP2017086901A (ja) | データ収集装置、ｘ線ｃｔ装置及び核医学診断装置 | |
| Yang et al. | Development and Application of Gamma Camera in the Field of Nuclear Medicine | |
| Yamamoto et al. | Development of a positron-imaging detector with background rejection capability | |
| JP4997603B2 (ja) | 陽電子画像の感度を向上させる方法及び装置 | |
| Alnaaimi | Evaluation of the UCL Compton camera imaging performance |