RU2151552C1 - Gamma-chamber with rectangular vision field - Google Patents
Gamma-chamber with rectangular vision field Download PDFInfo
- Publication number
- RU2151552C1 RU2151552C1 RU99122478/14A RU99122478A RU2151552C1 RU 2151552 C1 RU2151552 C1 RU 2151552C1 RU 99122478/14 A RU99122478/14 A RU 99122478/14A RU 99122478 A RU99122478 A RU 99122478A RU 2151552 C1 RU2151552 C1 RU 2151552C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- group
- outputs
- input
- digital converters
- analog
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Nuclear Medicine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к медицинским диагностическим гамма-камерам, предназначенным для ранней диагностики злокачественных опухолей и других заболеваний человека путем визуализации распределения радиоактивных препаратов, вводимых в организм с диагностической целью. Изобретение может найти применение в лечебных, профилактических и научно-исследовательских учреждениях. The invention relates to medical equipment, namely to medical diagnostic gamma cameras intended for the early diagnosis of malignant tumors and other human diseases by visualizing the distribution of radioactive drugs introduced into the body for diagnostic purposes. The invention may find application in medical, prophylactic and research institutions.
Известна гамма-камера, описанная в патенте США N 3011057, кл. G 01 T 1/20, содержащая коллиматор, сцинтилляционный кристалл, световод, фотоприемники, усилители, координатную матрицу, X и Y корректоры, систему сбора и обработки информации и устройство визуализации. Known gamma camera described in US patent N 3011057, CL. G 01
Данная гамма-камера может иметь как круглое, так и прямоугольное поле видения, однако в любом случае ей присущи следующие недостатки:
- наличие регулярных нелинейных искажений получаемых изображений, как следствие нелинейной зависимости амплитуды сигнала фотоприемника от расстояния до точки сцинтилляции;
- плохое пространственное разрешение, поскольку алгоритм взвешенного среднего, который реализуется в данной гамма-камере для определения координат точки сцинтилляции, не полностью использует информацию, заключенную в совокупности сигналов фотоприемников.This gamma camera can have both round and rectangular field of view, however, in any case, it has the following disadvantages:
- the presence of regular nonlinear distortions of the resulting images, as a consequence of the nonlinear dependence of the amplitude of the photodetector signal on the distance to the scintillation point;
- poor spatial resolution, because the weighted average algorithm that is implemented in this gamma camera to determine the coordinates of the scintillation point does not fully use the information contained in the totality of the photodetector signals.
Указанные недостатки частично устранены в приборе, описанном в патенте США N 4228515, G 01 T 1/20, содержащем коллиматор, сцинтилляционный кристалл, световод, фотоприемники, расположенные в виде прямоугольной сборки, усилители, аналого-цифровые преобразователи по числу фотоприемников, два определителя координаты, устройство сбора и обработки информации и устройство визуализации, причем каждый из определителей координат включает в себя устройство нормализации, многовходовый компаратор с числом входов по числу фотоприемников, вычитающее устройство, детектор, переключающее устройство, блоки памяти по числу фотоприемников, два суммирующих устройства, устройство деления. These disadvantages are partially eliminated in the device described in US patent N 4228515, G 01
Недостатком данного прибора является плохое пространственное разрешение вследствие того, что алгоритм определения координат сцинтилляции, реализуемый в этом приборе, не полно использует информацию, содержащуюся в совокупности сигналов фотоприемников. The disadvantage of this device is the poor spatial resolution due to the fact that the scintillation coordinate determination algorithm implemented in this device does not fully use the information contained in the set of photodetector signals.
Данное изобретение решает задачу улучшения пространственного разрешения гамма-камеры. This invention solves the problem of improving the spatial resolution of the gamma camera.
Решение поставленной задачи достигается тем, что гамма-камера, содержащая коллиматор, оптически сопряженные сцинтилляционный кристалл, световод и фотоприемники, расположенные в виде прямоугольной сборки, аналого-цифровые преобразователи, количество которых равно сумме рядов и колонн в сборке фотоприемников, устройство сбора и обработки информации и устройство визуализации, согласно настоящему изобретению, снабжена двумя группами суммирующих усилителей (группа (X) и группа (Y)). Количество суммирующих усилителей группы (X) равно количеству колонн, а количество суммирующих усилителей группы (Y) равно количеству рядов в сборке фотоприемников, причем вход каждого суммирующего усилителя группы (X) подключен к выходам всех фотоприемников только одной из колонн, а вход каждого суммирующего усилителя группы (Y) подключен к выходам всех фотоприемников только одного ряда. Выходы суммирующих усилителей группы (X) подключены к сигнальным входам аналого-цифровых преобразователей группы (X), а выходы суммирующих усилителей группы (Y) подключены к сигнальным входам аналого-цифровых преобразователей группы (Y). Гамма-камера снабжена также сумматором, вход которого подключен к выходам суммирующих усилителей группы (Y), и детектором импульсов, вход которого подключен к выходу сумматора, а выход - к входам запуска всех аналого-цифровых преобразователей; блоком обработки сигналов группы (X), шина данных которого подключена к выходам данных и выходам "готовность АЦП" аналого-цифровых преобразователей группы (X) и входу "X" устройства сбора и обработки информации; выходы управления - к входам считывания аналого-цифровых преобразователей группы (X) и к одному из входов запуска устройства сбора и обработки информации; блоком обработки сигналов группы (Y), шина данных которого подключена к выходам данных и выходам "готовность АЦП" аналого-цифровых преобразователей группы (Y), и к входу "Y" устройства сбора и обработки информации, выходы управления - к входам считывания аналого-цифровых преобразователей группы (Y) и к второму входу запуска устройства сбора и обработки информации. The solution to this problem is achieved by the fact that a gamma camera containing a collimator, optically coupled scintillation crystals, a fiber and photodetectors located in the form of a rectangular assembly, analog-to-digital converters, the number of which is equal to the sum of the rows and columns in the photodetector assembly, is an information collection and processing device and the imaging device according to the present invention is provided with two groups of summing amplifiers (group (X) and group (Y)). The number of summing amplifiers of group (X) is equal to the number of columns, and the number of summing amplifiers of group (Y) is equal to the number of rows in the assembly of photodetectors, and the input of each summing amplifier of group (X) is connected to the outputs of all photodetectors of only one of the columns, and the input of each summing amplifier group (Y) is connected to the outputs of all photodetectors of only one row. The outputs of the summing amplifiers of the group (X) are connected to the signal inputs of the analog-to-digital converters of the group (X), and the outputs of the summing amplifiers of the group (Y) are connected to the signal inputs of the analog-to-digital converters of the group (Y). The gamma camera is also equipped with an adder, the input of which is connected to the outputs of the summing amplifiers of the group (Y), and a pulse detector, the input of which is connected to the output of the adder, and the output - to the start inputs of all analog-to-digital converters; a group (X) signal processing unit, the data bus of which is connected to the data outputs and the “ADC Ready” outputs of the analog-to-digital converters of the group (X) and to the input “X” of the information collection and processing device; control outputs - to the read inputs of the analog-to-digital converters of group (X) and to one of the inputs of the start of the device for collecting and processing information; the signal processing unit of the group (Y), the data bus of which is connected to the data outputs and the “ADC ready” outputs of the analog-to-digital converters of the group (Y), and to the input “Y” of the data acquisition and processing device, the control outputs to the analogue digital converters group (Y) and to the second input of the start of the device for collecting and processing information.
Таким образом, сущность настоящего изобретения заключается в том, что благодаря предложенному техническому решению появилась возможность реализовать для определения координат сцинтилляций оптимальный алгоритм, позволяющий существенно улучшить пространственное разрешение гамма-камеры, что повышает диагностические возможности прибора. Thus, the essence of the present invention lies in the fact that thanks to the proposed technical solution, it became possible to implement the optimal algorithm for determining the coordinates of scintillations, which can significantly improve the spatial resolution of the gamma camera, which increases the diagnostic capabilities of the device.
Сказанное подтверждается следующим. Благодаря снабжению гамма-камеры суммирующими усилителями и суммированию сигналов фотоприемников отдельно по рядам и колоннам появилась возможность использовать каждый ряд или колонну фотоприемников как самостоятельный элемент для оценки координат сцинтилляции. Это означает, что зная зависимость амплитуды суммарного сигнала ряда фотоприемников от расстояния между средней линией ряда и точкой сцинтилляции, можно определить оценку y-координаты точки сцинтилляции i-м рядом фотоприемников как:
Yi= yi+riδi, (1)
где Yi - оценка y-координаты сцинтилляции i-м рядом фотоприемников;
yi-y - координата i-го ряда в сборке;
ri - расстояние от i-гo ряда до точки сцинтилляции;
δi - коэффициент, принимающий значение +1 или -1 в зависимости от того, выше или ниже i-го ряда произошла сцинтилляция.The aforesaid is confirmed by the following. Thanks to the supply of the gamma camera with summing amplifiers and the summation of the photodetector signals separately for rows and columns, it became possible to use each row or column of photodetectors as an independent element for estimating scintillation coordinates. This means that knowing the dependence of the amplitude of the total signal of a number of photodetectors on the distance between the middle line of the series and the scintillation point, we can determine the y-coordinate of the scintillation point of the ith photodetector series as:
Y i = y i + r i δ i , (1)
where Y i is the estimate of the y-coordinate of scintillation by the ith row of photodetectors;
y i -y - coordinate of the i-th row in the assembly;
r i is the distance from the i-th row to the scintillation point;
δ i - coefficient taking the value +1 or -1 depending on whether scintillation occurred above or below the i-th row.
Оптимальная оценка Y координаты сцинтилляции (т.е. несмещенная с минимальной дисперсией) может быть получена согласно выражению:
, (2)
где Bi - соответствующим образом подобранный весовой коэффициент;
k - число рядов в сборке.The optimal estimate of the Y coordinate of the scintillation (i.e., unbiased with minimal dispersion) can be obtained according to the expression:
, (2)
where B i - appropriately selected weight coefficient;
k is the number of rows in the assembly.
Доказательство утверждения (2) можно найти, например, в книге Браунли K. A. (Brownlee К.А.) Statistical Theory and Methodology in Science and Engineering, John Wiley & Sons, New York, 1965. (Русский перевод): Статистическая теория и методология в науке и технике, М., "Наука", 1977). The proof of assertion (2) can be found, for example, in the book by Brownley KA (Brownlee K.A.) Statistical Theory and Methodology in Science and Engineering, John Wiley & Sons, New York, 1965. (Russian translation): Statistical theory and methodology in science and technology, M., "Science", 1977).
Все вышесказанное справедливо, разумеется, для оценки координаты X
Xj= xj+rjδj
, (3)
здесь m - число колонн фотоприемников в сборке;
δj - коэффициент, принимающий значения +1 или -1, в зависимости от того, слева или справа от j-й колонны произошла сцинтилляция.All of the above is true, of course, for estimating the X coordinate
X j = x j + r j δ j
, (3)
here m is the number of columns of photodetectors in the assembly;
δ j - coefficient taking values +1 or -1, depending on whether scintillation occurred to the left or right of the jth column.
Полученные согласно выражениям (2) и (3) оценки координат сцинтилляции X и Y являются несмещенными оценками с минимальной дисперсией, что означает получение наилучшего пространственного разрешения, поскольку последнее напрямую связано с дисперсиями оценок координат. The estimates of the X and Y scintillation coordinates obtained according to expressions (2) and (3) are unbiased estimates with minimal dispersion, which means obtaining the best spatial resolution, since the latter is directly related to the variances of the coordinate estimates.
Сущность изобретения поясняется конкретным примером его выполнения и чертежами, где на фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемой гамма-камеры и блок-схема блока обработки сигналов, на фиг. 2 - сборка фотоприемников с сумматорами сигналов, на фиг. 3 - блок-схема алгоритма работы блока обработки сигналов группы (Y), на фиг. 4 - блок-схема алгоритма работы блока обработки сигналов группы (X), на фиг. 5 - зависимость "расстояние-сигнал", на фиг. 6 - зависимость "весовой коэффициент-сигнал", на фиг. 7 - пик распределения сигналов по амплитудам. The invention is illustrated by a specific example of its implementation and the drawings, where in FIG. 1 shows a block diagram of the proposed gamma camera and a block diagram of a signal processing unit, FIG. 2 - assembly of photodetectors with signal adders, in FIG. 3 is a flow chart of a group (Y) signal processing unit, FIG. 4 is a flowchart of the operation of the signal processing unit of group (X), in FIG. 5 is a distance-signal relationship, in FIG. 6 shows a weight-signal relationship, FIG. 7 - peak distribution of signals by amplitudes.
Гамма-камера состоит (см. фиг. 1) из коллиматора 1, установленного вплотную к сцинтилляционному кристаллу 2, который оптически связан со световодом 3, который, в свою очередь, оптически связан с прямоугольной сборкой фотоприемников 4 (фиг. 2). Выходы каждого ряда фотоприемников 4 объединены между собой и подсоединены к входу одного из суммирующих усилителей 5, которые образуют группу (X), точно также, выходы каждой колонны фотоприемников 4 объединены и подсоединены к входу одного из суммирующих усилителей 5 группы (Y). Выходы суммирующих усилителей 5 группы (X) подсоединены к сигнальным входам аналого-цифровых преобразователей группы (X) 6 (АЦП), а выходы суммирующих усилителей 5 группы (Y) подсоединены к сигнальным входам аналого-цифровых преобразователей группы (Y) 6 (АЦП). Выходы суммирующих усилителей группы (Y) подсоединены также к входу сумматора 7, выход которого подсоединен к входу детектора импульсов 8. Выход детектора импульсов 8 подсоединен к входам запуска всех АЦП 6. Выходы данных и "готовность АЦП" АЦП 6 группы (Y) подсоединены к шине данных блока обработки сигналов группы (Y) 9 (БOCY), выходы данных и "готовность АЦП" АЦП 6 группы (X) подсоединены к шине данных блока обработки сигналов группы (X) 10 (БОСХ), входы считывания АЦП 6 группы (X) подключены к выходам управления БОСХ 10, один из выходов управления БОСХ 10 подключен к первому входу запуска устройства сбора и обработки информации 11 (УСОИ), выходы которого подсоединены к входам устройства визуализации 12 (УВ), а шина данных БОСХ 10 подсоединена также к входу "X" УСОИ 11. Входы считывания АЦП 6 группы (Y) подсоединены к выходам управления BOCY 9, один из выходов управления BOCY 9 подключен к второму входу запуска УСОИ 11, а шина данных БOCY 9 подключена также к входу "Y" УСОИ 11. The gamma camera (see Fig. 1) consists of a
Коллиматор 1 представляет собой сотовую конструкцию, выполненную из материала с высоким коэффициентом поглощения для гамма-излучения (обычно свинца или его сплавов). Он пропускает только те гамма-лучи, которые падают нормально к поверхности сцинтилляционного кристалла 2 (см., например, чертеж тА5.176.063). The
Сцинтилляционный кристалл 2 служит для преобразования энергии гамма-кванта в энергию световых фотонов сцинтилляции (см., например, ТУ6-09-26-650-90).
Световод 3 служит для формирования светового потока и передачи света от сцинтилляции к фотоприемникам (см., например, чертеж тА7.220.050). The light guide 3 serves to form the light flux and transmit light from scintillation to photodetectors (see, for example, drawing tA7.220.050).
Фотоприемник 4 служит для преобразования светового потока в электрический сигнал. В качестве фотоприемника может быть использован фотоумножитель прямоугольного сечения, например, фотоумножитель R5900U (см. каталог фирмы Hamamatsu "Photomultiplier Tubes and Assemblies for Scintillation Counting and High Energy Physics" май 1998 г.). The
Суммирующий усилитель 5 представляет собой дифференциальный усилитель в дискретном или интегральном исполнении, например, микросхема К544УД2 в инверсном включении. The
В качестве аналого-цифрового преобразователя 6 может быть использован любой не менее 10-разрядный АЦП с третьим состоянием и временем преобразования не более 1 мкс, например, АЦП на базе микросхемы DSP102 фирмы Burr-Brown (см. чертеж ЮКЕУ.411618.002). As an analog-to-
Сумматор 7 служит для определения суммарного сигнала, пропорционального энергии сцинтилляций. Конструктивно сумматор 7 может быть выполнен полностью идентичным суммирующим усилителям 5. The adder 7 is used to determine the total signal proportional to the energy of scintillations. Structurally, the adder 7 can be made completely identical to the summing
Детектор импульсов 8 предназначен для регистрации акта сцинтилляции. Он может быть выполнен, например, с помощью микросхемы К554СА3, на один из входов которой подается сигнал сумматора 7, а на другой - постоянное напряжение, соответствующее уровню шумов данной сборки фотоприемников. Это напряжение устанавливается при настройке гамма-камеры как минимальное напряжение, при котором не происходит срабатывание детектора импульсов 8 в отсутствие внешнего потока гамма-излучения. The pulse detector 8 is designed to record an act of scintillation. It can be performed, for example, using the K554CA3 microcircuit, on one of the inputs of which the signal of the adder 7 is supplied, and on the other a constant voltage corresponding to the noise level of this assembly of photodetectors. When setting the gamma camera, this voltage is set as the minimum voltage at which the pulse detector 8 does not operate in the absence of an external gamma radiation stream.
Блок обработки сигналов группы (Y) БOCY 9, блок-схема которого представлена на фиг. 1, предназначен для вычисления оценки Y координаты "y" сцинтилляции. Он состоит из трех блоков памяти: БП 13, БП 14 и БП 15, а также арифметического устройства АУ 16. The signal processing unit of group (Y) BOCY 9, the block diagram of which is shown in FIG. 1, is intended to calculate an estimate of the Y coordinate of the scintillation y coordinate. It consists of three memory blocks: BP 13, BP 14 and BP 15, as well as the arithmetic device AU 16.
Блок памяти 13 (БП 13) представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), в памяти которого должны быть предварительно записаны значения координат средних линий рядов фотоприемников. Объем памяти равен 2xk байт, где k - число горизонтальных рядов в сборке фотоприемников (обычно не более 10). The memory unit 13 (BP 13) is a read-only memory (ROM), in the memory of which the coordinates of the middle lines of the rows of photodetectors must be pre-recorded. The amount of memory is 2xk bytes, where k is the number of horizontal rows in the assembly of photodetectors (usually no more than 10).
Блок памяти 14 (БП 14) представляет собой ПЗУ, в памяти которого хранятся значения расстояния между центральной линией ряда и точкой сцинтилляции, как функция амплитуды суммарного сигнала ряда, нормированного на суммарный сигнал всех фотоприемников 4. Эти значения определяются в результате предварительной калибровки. Размер памяти равен не менее 512 значений, глубина - 2 байта. The memory block 14 (BP 14) is a ROM, the memory of which stores the distance between the center line of the row and the scintillation point, as a function of the amplitude of the total signal of the row, normalized to the total signal of all
Блок памяти 15 (БП 15) представляет собой ПЗУ, в памяти которого хранятся значения весовых коэффициентов как функция амплитуды суммарного сигнала ряда, нормированного на суммарный сигнал всех фотоприемников 4. Размер памяти не менее 512 значений, глубина - 2 байта. Конструктивно БП 15 эквивалентен БП 14. The memory block 15 (BP 15) is a ROM, the memory of which stores the values of the weight coefficients as a function of the amplitude of the total signal of the series normalized to the total signal of all
В качестве БП 13, БП 14 и БП 15 используются соответствующего объема участки памяти носителя на жестком диске, входящего в состав УСОИ 11. As BP 13, BP 14 and BP 15 are used the corresponding amount of memory areas of the media on the hard disk, which is part of USOI 11.
Арифметическое устройство 16 (АУ 16) считывает данные АЦП 6, управляет работой БОCY 9, производит все необходимые математические операции для осуществления предварительной калибровки и вычисления оценки Y и передает данные на вход "Y" УСОИ 11. В качестве такого устройства может быть использован, например, процессор обработки сигналов ПОС-116 ЮКЕУ 467459.002 ТО на базе микропроцессора TMS320/25. The arithmetic device 16 (AU 16) reads the data of the
Блок обработки сигналов группы (X) 10 (БОСХ 10) предназначен для вычисления оценки X координаты "x" сцинтилляции. БОСХ 10 устроен аналогично БОCY 9, за исключением того, что число входов БОСХ 10 равно числу колонн сборки фотоприемников 4, в блоке памяти 17 (БП 17) должны быть записаны значения координат средних линий колонн сборки фотоприемников 4, в блоке памяти 18 (БП 18) хранятся значения расстояния между центральной линией колонны и точкой сцинтилляции, как функция амплитуды сигнала колонны, нормированного на суммарный сигнал всех фотоприемников 4, в блоке памяти 19 (БП 19) хранятся значения весовых коэффициентов Aj как функция амплитуды сигнала колонны, нормированного на суммарный сигнал всех фотоприемников 4. Арифметическое устройство 20 (АУ20) по своему назначению и устройству полностью идентично АУ16.The signal processing unit of group (X) 10 (BOSX 10) is designed to calculate the estimate of the X coordinate of the "x" scintillation.
Устройство сбора и обработки информации 11 (УСОИ 11) воспринимает координатные сигналы X и Y и инкрементирует на 1 единицу элемент матрицы изображения с соответствующими координатами. В результате, после достаточно длительной экспозиции, в матрице сформируется изображение излучающего объекта, т. е. какого-либо органа пациента, в котором накопился радиоактивный препарат. УСОИ 11 производит также обработку полученных изображений (сглаживание и т.д.) для облегчения диагностики. В качестве такого устройства может быть использована, например, "Система автоматизированного сбора и обработки радиодиагностической информации с гамма-камер" СЦИНТИ-116 ЕВНК 941351.001 ТО. The device for collecting and processing information 11 (USOI 11) perceives the coordinate signals X and Y and increments by 1 unit element of the image matrix with the corresponding coordinates. As a result, after a sufficiently long exposure, an image of a radiating object, i.e., any patient's organ, in which the radioactive drug has accumulated, will be formed in the matrix. USOI 11 also processes the obtained images (smoothing, etc.) to facilitate diagnosis. As such a device can be used, for example, "System for the automated collection and processing of radio diagnostic information from gamma cameras" SCINTI-116 EVNK 941351.001 TO.
Устройство визуализации 12 (УВ12) служит для визуализации полученной информации. В качестве такого устройства может быть использован любой IBM-совместимый дисплей, например, SUPER VGA COLOR MONITOR Mode=1439SV. The visualization device 12 (UV12) is used to visualize the received information. As such a device, any IBM-compatible display can be used, for example, SUPER VGA COLOR MONITOR Mode = 1439SV.
Предварительная калибровка
Предварительная калибровка является необходимым этапом и производится изготовителем при наладке гамма-камеры. Первоначально, в блоки памяти БП 13 и БП 17 заносятся значения x и y-координат средних линий всех рядов и колонн фотоприемников 4. Для дальнейшего осуществления калибровки необходим линейный источник гамма-излучения, длина которого должна быть не меньше максимального размера поля видения гамма-камеры.Pre-calibration
Pre-calibration is a necessary step and is performed by the manufacturer when setting up the gamma camera. Initially, the x and y coordinates of the midlines of all rows and columns of
Задачей калибровки является создание массивов данных, в которых записаны значения расстояния между центральной линией ряда или колонны фотоприемников 4 и точкой сцинтилляции, как функция нормированного сигнала ряда или колонны. Эти данные в дальнейшем сохраняются в блоках памяти БП 14 и БП 18. Кроме того, задачей калибровки является создание массивов данных, в которых записаны значения весовых коэффициентов Aj, Bi, как функция нормированного сигнала ряда или колонны.The calibration task is to create data arrays in which the distance between the center line of the row or column of
Для получения этих зависимостей линейный источник гамма-излучения перемещается последовательно вдоль осей X и Y поля видения с шагом 1 мм. В каждом положении источника измеряется и записывается в оперативную память АУ 16 или АУ 20 пик распределения сигналов выбранного ряда или колонны фотоприемников 4 (фиг. 7). После того, как в максимуме пика накопится не менее 1000 отсчетов, накопление данных прекращается и определяется средняя амплитуда и ширина пика распределения на половине его высоты. По этим данным строится усредненная для всех рядов (колонн) зависимость расстояния от средней линии ряда (колонны) до точки сцинтилляции. Эти зависимости в виде таблиц значений записываются затем в БП 14 и БП 18. To obtain these dependences, the linear source of gamma radiation moves sequentially along the X and Y axes of the field of view with a step of 1 mm. In each position of the source, the peak of the distribution of signals of the selected row or column of
После того, как определены усредненные кривые "расстояние-сигнал" для рядов и колонн (фиг. 5), весовые коэффициенты Aj и Bi рассчитываются по формулам:
, (4)
где ΔNi,ΔNj - ширина пиков распределения на середине высоты.After you determine the averaged curves "distance-signal" for rows and columns (Fig. 5), the weighting coefficients A j and B i are calculated by the formulas:
, (4)
where ΔN i , ΔN j is the width of the distribution peaks in the middle of the height.
Производные dNi/dr, dNj/dr определяются по кривой фиг. 5 как отношения конечных разностей.The derivatives dN i / dr, dN j / dr are determined from the curve of FIG. 5 as relations of finite differences.
Таблицы значений Ai и Bj (фиг. 6) записываются затем в БП 15 и БП 19. На этом этап калибровки завершается и гамма-камера готова к работе.Tables of values of A i and B j (Fig. 6) are then recorded in PSU 15 and PSU 19. At this point, the calibration step is completed and the gamma camera is ready for operation.
Режим работы
Гамма-камера работает следующим образом. Пациент, в организм которого предварительно вводится фармпрепарат, меченный радиоактивным нуклидом, помещается перед входным окном коллиматора 1. Гамма-кванты, образовавшиеся при распаде ядер радиоактивного нуклида и попавшие через коллиматор 1 в сцинтилляционный кристалл 2, возбуждают в нем вспышки света - сцинтилляции. Свет каждой сцинтилляции воспринимается фотоприемниками 4 и преобразуется ими в электрические импульсы, которые суммируются по рядам и колоннам с помощью суммирующих усилителей 5. На выходе сумматора 7 возникает сигнал, равный сумме сигналов всех фотоприемников, амплитуда которого пропорциональна энергии сцинтилляции. Если амплитуда сигнала сумматора 7 превышает уровень суммарного шума фотоприемников 4, то на выходе детектора импульсов 8 появляется запускающий строб, который подается на входы запуска АЦП 6, после чего АЦП 6 производят преобразование аналоговых сигналов, поступивших на их входы, в цифровой код. После завершения преобразования каждым из АЦП 6 на его выходе "готовность АЦП" возникает сигнал, который поступает в шину данных БОСХ 10 или БОCY 9. После того как сигналы "готовность АЦП" возникнут на выходах всех АЦП 6 группы (X), БОСХ 10 начинает пошаговый опрос и считывание содержимого буферов АЦП 6 группы (X). Аналогично, после того как сигналы "готовность АЦП" возникнут на выходах всех АЦП 6 группы (Y), БОСY 9 начинает пошаговый опрос и считывание содержимого всех буферов АЦП 6 группы (Y). Далее БОСХ 10 и БОCY 10 производят вычисление оценок координат сцинтилляции X и Y в соответствие с алгоритмами, блок-схемы которых представлены на фиг. 3 и 4. Когда на входах "1" и "2" запуска УСОИ 11 возникнут сигналы запуска, происходит инкрементация ячейки матрицы изображения, адрес которой соответствует оценкам X и Y точки сцинтилляции.Mode of operation
The gamma camera operates as follows. A patient whose body is preliminarily injected with a pharmaceutical labeled with a radioactive nuclide is placed in front of the entrance window of
Далее, описанный выше цикл повторяется до тех пор, пока в УСОИ 11 не накопится достаточно отсчетов для получения статистически достоверного изображения. Further, the cycle described above is repeated until enough readings are accumulated in USOI 11 to obtain a statistically reliable image.
Как показали результаты математического моделирования работы гамма-камеры, реализация предлагаемой схемы и алгоритма работы гамма-камеры улучшает разрешающую способность гамма-камеры с 5,0 мм до 3,5 мм по сравнению с прототипом. Это позволит распознавать более мелкие очаги патологии, что увеличит диагностические возможности прибора. As shown by the results of mathematical modeling of the gamma camera, the implementation of the proposed scheme and algorithm of the gamma camera improves the resolution of the gamma camera from 5.0 mm to 3.5 mm compared to the prototype. This will allow you to recognize smaller foci of pathology, which will increase the diagnostic capabilities of the device.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99122478/14A RU2151552C1 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Gamma-chamber with rectangular vision field |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99122478/14A RU2151552C1 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Gamma-chamber with rectangular vision field |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2151552C1 true RU2151552C1 (en) | 2000-06-27 |
Family
ID=20226222
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99122478/14A RU2151552C1 (en) | 1999-10-26 | 1999-10-26 | Gamma-chamber with rectangular vision field |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2151552C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450288C2 (en) * | 2006-09-21 | 2012-05-10 | Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. | Cardiac spect system with trajectory optimisation |
RU173164U1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-08-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации | DEVICE FOR RADIONUCLIDE DIAGNOSTICS |
RU2693237C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-07-01 | Никита Сергеевич Полупанов | Radionuclide diagnostic device |
-
1999
- 1999-10-26 RU RU99122478/14A patent/RU2151552C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450288C2 (en) * | 2006-09-21 | 2012-05-10 | Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. | Cardiac spect system with trajectory optimisation |
RU173164U1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-08-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения Российской Федерации | DEVICE FOR RADIONUCLIDE DIAGNOSTICS |
RU2693237C1 (en) * | 2018-06-04 | 2019-07-01 | Никита Сергеевич Полупанов | Radionuclide diagnostic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4160275B2 (en) | Energy measuring method and measuring device | |
US7840052B2 (en) | Restoration of the nuclear medicine 2D planar image by iterative constrained deconvolution | |
US6369389B1 (en) | Real-time compton scatter correction | |
US6242744B1 (en) | Miniaturized gamma camera with very high spatial resolution | |
WO2007043137A1 (en) | Nuclear medical diagnosis device | |
EP1818688B1 (en) | Nuclear medical apparatus | |
EP0261696B1 (en) | A method for processing pulses by applying the technique of weighted acquisition | |
JP7317586B2 (en) | MEDICAL IMAGE PROCESSING APPARATUS, METHOD AND PROGRAM | |
Tavernier et al. | A high-resolution PET detector based on continuous scintillators | |
Vaquero et al. | Performance characteristics of a compact position-sensitive LSO detector module | |
US20100102215A1 (en) | Method for identifying 3-d location of gamma interaction and flat panel gamma imaging head apparatus using the same | |
Huber et al. | Conceptual design of a high-sensitivity small animal PET camera with 4/spl pi/coverage | |
US20210366165A1 (en) | A dead-time correction method in qualtitative positron emission tomography (pet) reconstruction for various objects and radioactivity distributions | |
RU2151552C1 (en) | Gamma-chamber with rectangular vision field | |
JP4429915B2 (en) | Gamma camera with dynamic threshold | |
JP3643432B2 (en) | Nuclear medicine diagnostic equipment | |
Huber et al. | Development of the LBNL positron emission mammography camera | |
JP2010243395A (en) | X ray-gamma ray imaging device | |
Wang et al. | Calibration of a PEM detector with depth of interaction measurement | |
US5347455A (en) | Scintillation camera | |
US7569827B2 (en) | Emission-data-based photon scatter correction in computed nuclear imaging technology | |
Jennings et al. | Evaluation of the signal quality of an inexpensive CMOS camera towards imaging a high-resolution plastic scintillation detector array | |
JP3374596B2 (en) | Positron CT system | |
JP2653443B2 (en) | Gamma camera sensitivity correction device | |
Heemskerk et al. | A micro-machined retro-reflector for improving light yield in ultra-high-resolution gamma cameras |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051027 |