Поперечный гамма-томограф

Поперечный гамма-томограф

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОПЕРЕЧНЫЙ ГАММА-ТОМОГРАФ , содержащий поворотную раму с подвижно установленными на ней коллимированными датчиками излучения, механизм перемещения рамы со схемой управления и задатчиком углового положения рамы, механизм перемещения датчиков со схемой управления, интерфейс и электроннр-вы- ,. числительную машину, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени исследования пациента путем одновременного сбора информации f нескольких слоев тела пациента , он дополнительно содержит связанные с датчиками блоки формирования координатных сигналов и блок селекции попереч ных слоев, один из входов которого подключен к задачику углового положения рамы, остальные входы подключены к выxoдaN блоков формирования, а выходы соединены с интерфейсом, при этом каждый датчик содержит защитный экран, линейно-фокусирующий коллиматор, линейный детекторгамма-излучения , световод, фотоумножители , предусилители, формироваУель координатных сигналов и формирователь энергетических сигналов, а ось детектора перпендикулярна томографической плоскости (Л рамы.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК зов А 61 0!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ф

°

° °

Фиг!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3453252/28-13 (22) 11.06.82. (46) 30.10.83. Бюл. № 40 (72) Э; Ю. Элькннд, В. П.. Чернобровкин, В. А. Дмнтрнченко и А. И. Кангун . . (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения (53) 616.073.75 (088.8) (56) 1. Патент США № 3970853, кл. 250/363, 1978..

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2969314/28-13, кл. А 61 В 6/00, (54) (57) ПОП ЕРЕЧ Н Ъ| и ГАММА-ТОМОГРАФ, содержащий поворотную раму с подвижно установленными на ней коллимнрованными датчиками излучения, механизМ перемещения рамы со схемой управления и задатчиком углового положения рамы, механизм перемещения датчиков со схемой управления, интерфейс и электронно-вы-,.

I !

1-! !

1 !.. !

7-1

I

1 ! !

„.Я0„„1050666 A

У числительную машину, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени исследования пациента путем одновременного сбора информации q нескольких слоев тела пациента, он дополнительно содержит связанные с датчиками блоки формирования координатных сигналов и блок селекции попереч ных слоев, один из входов которого подключен к задачнку углового положения рамы, остальные входы подключены к выходаи . блоков формирования, а выходы соединены с интерфейсом, прн этом каждый датчик содержит защитный экран, линейно-фокусирующнй коллнматор, линейный детекторгамма-излучения, световод, фотоумножители, предусилителн, формирователь координатных сигналов и формирователь энергетнческнх сигналов, а ось детектора пер- Я пенднкулярна томографической плоскости ра мы.

1050666

2. Гамма-томограф по п. 1, отличающийся тем, что блок формирования содержит последовательно соединенные нормирователь, линейный пропускатель и схему коррекции и госледовательно соединенные второй нормирователь и амплитудный анализатор, причем один из выходов анализатора подключен к второму входу линейного пропускателя, а второй выход анализатора — к второму входу схемы коррекции.

3. Гамма-томограф по п. 1, отличаюи1ийся тем, что блок селекции поперечных слоев

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для гамма томографии, позволяющим с помощью вво димых пациенту радионуклидов определять форму, размеры, местоположение внутренних органов и:систем, а также вявлять наличие патологических очагов.

Известен гамма-томограф, содержащий детекторную систему, опорную раму, амплитудный анализатор, интерфейс, ЭВМ, механизм вращения опорной рамы с блоком управления. Детекторная система выполнена в виде четырех детекторных головок, каждая из которых содержит восемь прямолинейно расположенных коллимированных сцинтилляционных детекторов, оси которых

napaëëåëüHû и лежат в исследуемой попереч ной плоскости 1!).

Недостатком этого прибора является то, что поскольку детекторы расположены в одной поперечной плоскости за один цикл исследования собирается информация только из одного слоя и, следовательно, время; необходимое для получения информации со всего исследуемого объема, занимающего несколько слоев, является черезмерно большим. Другим недостатком укаэанного прибора является то, что поскольку детекторы расположены прямолинейно, в тангеициальном относительно объекта направлении, расстояние между объектом и апертурой детекторов является непостоянным. Й силу этого эффективность детектирования излучения ограничена, а пространственное разрешение недостаточно, что предопределяет низкое качество томографического изобретения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является поперечный гамма-томограф, содержащий поворотную раму с подвижно установленными на ней коллимированными датчиками излучения, механизм перемещения рамы со схемой управления и задачиком углового положения рамы, механизм перемещения датчиков со содержит выравнивающее устройство, параллельно соединенные аналоговый коммутатор, регистр номера датчика и схему ИЛИ, многоканальный амплитудный селектор, регистр номера слоя и схему И, при этом выход аналогового коммутатора соединен с входом многоканального амплитудного селектора, выход которого подключен к входу регистра номера слоя, первый вход схемы И вЂ” к выходу схемы ИЛИ, а второй вход схемы Ик выходу задатчика углового положения рамы.

5 схемой управления, интерфейс и электронновычислительную машину t2)

Недостатком известного гамма-томографа является то, что поскольку детекторы рас положены в одной поперечной плоскости за

10 один цикл сканирования собирается информация только из одного поперечного слон и, следовательно, время, необходимое для получения информации со всего исследуемого органа, занимающего несколько слоев, является черезмерно большим.

15- Цель изобретения — уменьшение време ни исследования пациента путем одновременного сбора информации с несКольких слоев тела пациента, Поставленная цель достигается тем, что поперечный гамма-томограф, содержащий

20 поворотную раму с подвижно уста овленными на ней коллимированными датчиками излучения, механизм перемещения рамы со схемой управления и задатчиком углового положения рамы, механизм переме;цения даг

25 чиков со схемой управления, интерфейс и электропно-вычислительную машину, дополнительно содержит связанные с датчиками блоки формирования координатных сигна лов и блок селекции поперечных слоев, один из входов которого подключен к задатчику

Зб углового положения рамы, остальные входы подключены к выходам блоков формирования, а выходы соединены с интерфейсом, при этом каждый датчик содержит защитный экран, линейно-фокусирующий коллиматор, линейный детектор гамма-излучения, свето35 вод, фотоум ножител и, предусилител и, формирователь координатных сигналов и формирователь энергетических сигналов, а ось детектора перпендикулярна томографичес-, кой плос кости ра м ы.

Блок формирования может содержать

О последовательно соединенные нормирова.ель, линейный пропускатель и схему коррекции и последовательно соединенные второй нормирователь и амплитудный анализа!

050666

3 тор, причем один из выходов анализатора подключен к .второму входу линейного пропускателя, а второй выход анализатора— к второму входу схемы коррекции.

Блок селекции поперечных слоев может содержать выравнивающее устройство, параллельно соединенные аналоговый коммутатор, регистр номера датчика и схему ИЛИ, многоканальный амплитудный селектор, регистр номера слоя и схему И, при этом выход аналогового коммутатора соединен с входом многоканального амплитудного селектора, выход которого йодключен к входу регистра номера слоя, первый вход схемы И вЂ” к выходу схемы ИЛИ, а второй вход схемы И вЂ” к выходу задатчика углового положения рамы.

Ка фиг. 1, изображена блок-схема поперечного гамма-томографа (при использовании четырех датчиков); на фиг. 2 — функциональная схема датчика излучения; на фиг. 3 — структурная схема блока формирования координатного сигнагга; на фиг. 4— фукнциональная схема блока селекции по- перечных слоев.

Поперечный гамма-томограф (фиг. ) содержггт коллимированные датчики 1-4 излучения, интерфейс 5, электронно-вычислительную машину (ЭВМ) 6, поворотную раму

7 с установленными на ней по окружности

"датчиками, механизм 8 перемещения рамы 7 со схемой 9 управления, механизм 10 пере. мещения датчиков 1-4 со схемой 11 управления и эадатчик 12 углового положения рамы 7.

Поперечный гамма-томограф снабжен соединенными с датчиками блоками 13-16 формирования координатных сигналов по числу датчиков и блоком 17 селекции поперечных слоев, выходы которого соединены с интерфейсом 5, один из входов — с задатчиком 12 углового положения рамы 7, а другие входы — с выходами блоков 13-16, формирования координатных сигналов.

Каждый из датчиков !-4 (фиг. 2) выполнен в виде линейного (одномерного) позиционно-чувствительного детектора 18 гамма-излучения, световода 19, фотоумножителей 20, предусилителей 21, формирователя 22 позиционных сигналов, формирователя 23 энергетических сигналов. Датчик помещен в защитный экран 24 и снабжен линейнофокусирующим коллиматором 25, причем продольная ось 26 летектора 18 перпендикулярна томографпческой гглоскогти рамы.

Блоки 13-16 формирования координатных сигналов выполнены в виде последовательно соединенных первого нормирователя

27 (фиг. 3), линейного пропускателя 28 и схемы 29 коррекции, и последовательно соединенных второго нормирователя 30 и амгглнтудного агга.:гизатора 31, первый выход которого соединен с вторым входом линейного пропускателя 28, а второй выход —. с вторым входом схемы 29 коррекции.

Блок 17 (фиг. 1) селекции поперечнь слосв выполнен в виде выравнивающего устро:;ства 32 (фиг. 4), параллельно соединенных аналоговых коммутатора ?3, регистра

5:

34 номера датчика и схемы ИЛИ 35 многоканального (llo гислу вылеляемых слоев) амплитудного селектора 36; регистра 37 но мера слоя и схемы И 38, при этом выход . аналогового коммутатора 33 соединен с вхо, дом многоканального амплитудного селек!

0 тора 36, выход которого полключен к входу но противоположной по направлению углоI регистра 37 номера слоя, первый вход И подключен к выходу схемы ИЛИ, а второй

; вход схемы И вЂ” к выходу эадатчика 12 (фиг. 1) углового положения рамы 7.

Устройство работает следующим обра15 зом.

При включении прибора начинает работать механизм 8 перемещения рамы 7 со схемой 9 управления и приводит в движение раму по круговой траектории вокруг пациента с постоянной угловой скоростью . Одновременно начинает работать механизм 10

:перемещения датчиков 1-4 со схемой li управления, который осуществляет синхронное вращение датчиков, вокруг осей 26 (фнг. 2) с угловой скоростью, равной по величине, вой скорости врацгеггия рамы 7.

В результате совместной работы механизмов 8 и 10 датчики 1-4 перемещаются поступательно, плоскопараллельно,, сохраняя неизменным относительно пациента наЗО правление осей коллиматоров 25 (фиг. 2), . что обеспечивает детектирование излучения от пациента по первым четырем угловым направлениям. При этом!г -кванты, попавшие через отверстия в коллиматоре 25 на детектор 18 |t -излучения, вызывают в нем свето35 вые вспышки, которые проходят через све, товод 19 н улавливаются фотоумножителями

20. Электрические импульсы с фотоумножителей 20 через прелусилители 2! поступают на вход формирователей 22 и 23 соответ40 Посторонние f -кванты (исхолящие от других участков тела пациента, а также есгественный фон) поглощаются в защитном экране 24; Выходные импульсы с латчиков

1-4 (фиг. ) поступают на блоки l3- !6 формирования координатных сигналов. В

45 нормирователях 27 и 30 (фиг. 3) устраняетсгг зависимость масштаба а м пл вт ул входных сигналов от энергии иэлучеггигг ралиоиндикатора.

Амплитудный анализатор 31 пропускает на свой выход только те ггмпу,.гг,сы, ампли50 туда которых лежит в эал,, гг!)еле.г ггх.

Линейный пропускатель 28 обесггсчгггиет подавление сигналов обусловлсгггггях непрерывной компонентой спектра (рассеянное и фоновое излучение, шумы фотоумно55 жителей и т.д.) и выделяет информативно достоверные сигналы, лежагпне в огх.ггг<ти фотопика амплитулиого спектра. В схеме 29 коррекции обеспечивается улу ппснне прг1050666

6 г-- i(5аипы

Фиг.Г странстченного разрешения системы детектирования излучения за счет уменьшения амплитудной дисперсии координатных сиг.налов, Механизм корректирующего воздей,ствия основывается на корреляции координатных и энергетических сигналов и осуществляется путем деления амплитуд первых сигналов на амплитуду вторых.

С выхода блоков 13-16 (фиг.1) формиро вания скорректированные координатные сигналы поступают на выравнивающее уст- !0 ройство 32 (фиг. 4) блока 17 (фиг. 1) селекции выделяемых слоев. Это устройство обеспечивает выравнивание дииамического диапазона амплитуд сигналов с выходов блоков 13-16. С выхода выравнивающего устройства 32 (фиг. 4) сигналы подаются параллельно на входы аналогового коммутатора 33, регистра 34 номера датчиков 1-4 (фнг. 1) и схемы 35 ИЛИ (фиг. 4). Регистр.

34 выдает в интерфейс 5 (фиг. 1) и далее в

ЭВМ..6, кодовйй сигнал номера датчика 1-4.

Аналоговый коммутатор ЗЗ (фнг. 44) производит коммутацию входных импульсов на выход, откуда сигналы поступают на мно:гоканальный амплитудный селектор 36. Последний осуществляет селекцию координатных сигналов по амплитуде, причем число амплитудных диапазонов равно количеству выделяемых слоев, Выходные импульсы с селектора 36 поступают на регистр 37 номера слоя, откуда цифровой код номера слоя через интерфейс 5 (фиг. !) вводится в ЭВМ

6. Импульсы с выхода схемы 35 ИЛИ (фиг. 4) 39

4) через схему 38 И, управляемую сигнала- ми с эадатчика 12 (фиг. ), подаются на. интерфейс 5 и далее в ЭВМ 6. При наличии сигнала на выходе схемы 38 И (фиг. 4) последняя осуществляет чтение цифровых кодов на выходах регистров 34 и 37 и добавляет единицу в соответствующую ячейку памяти.

Таким образом, в каждом интервале ди. скретизации происходит измерение и ввод в ЭВМ 6 (фиг. 1) первых h проекций, где

n — число датчиков 1-4.

Когда угол р поворота рамы 7 достигнет знаЧения — — выходной сигнал с задатчи.Ф ка 12, прекращает вращение датчиков 1-4 и измерение интенсивности излучения иа интервалах дискретизации ga время пово-, рота рамы 7 на угол a = — —, где Р— чисг ло снимаемых проекций, rCcae чего происходит реверсирование вращения рамы ?,: а датчики 1-4 начинают вращение в противоположном йаправлении. Затем начинается. второй цикл измерения интенсивности из- лучения и ввода данных в "ЭВМ 6. Описанные циклы повторяются до тех пор, пока об-щее количество снятых проекций не достигнет значения Р, Далее ЭМВ 6 по известным алгоритмам производит реконструкцию m томографических изображений, где m —. число исследуемых слоев.

Предлагаемое устройство позволяет одновременно собирать информацию с нескольких слоев тела пациента, что и обеспечивает существенное уменьшение времени полного исследования пациента.

1050666 ку 17

15 е4;» е» к с

Om заботчика fZ

ФиаФ

Редактор П. Макаревич

Заказ 8521 5

Составитель И. Харитонов

Техред И. Верес, Корректор М. Дсмчик

Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раугпская иаб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4