Устройство для вычислительной эмиссионной томографии

 

Изобретение относится к области вычислительной эмиссионной томографии. Цель - ускорение исследований за счет повышения эффективности регистрации гамма-квантов . В устройстве используют детекторные сборки 3, образованные набором прозрачных для гамма-квантов полупроводниковых детекторов 4.1-4.N и дистанционированным от них полосковым сцинтиллятором 5, на концах которого установлены ФЭУ 6 и 7, подключенные к блоку 8 формирования сигналов линейной координаты сцинтилляции. Последовательно-параллельный преобразователь 11 на выходе, соответствующем величине координаты сцинтилляции , формирует сигнал, поступающий на столбец матричной памяти 12, на строку которой поступает сигнал с формирователя 10. -10.Л , связанного с тем детектором 4.1--4.Л , через который прошел вызвавший сцинтилляцию гамма-квант. По строчным (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 А 61 В 6 03, G О! Т 1 29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ „ );:,, К А ВТОРСКОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ --""

Ф (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЭМИССИОННОЙ ТОМОГРАФИИ (21) 4181934/31-25 (22) 20.01.87 (46) 23.06.88. Бюл. № 23 (71) Ташкентский филиал Всесоюзного науч-. ного центра хирургии АМН СССР (72) Д. М. Миршанов (53) 539.1.074:615-073 (088.8) (56) Васильева Э. 1О. и др. Экспериментальное исследование радиоизотопной эмиссионной поперечной томографии.— Медицинская радиология. - M.: Медицина, 1978, № 4, с. 60 — 65.

Phelps М. Е. Emission Computed Тотоgraphy.— Seminars in Nucl. Ned. 1977, № 4, р. 337 — 365.

Выложенная заявка ФРГ № 3022360, кл. G 01 Т 1/29, 1981.

„„SU„„1404061 А 1 (57) Изобретение относится к области вычислительной эмиссионной томографии.

Цель — ускорение исследований за счет повышения эффективности регистрации гамма-квантов. В устройстве используют детекторные сборки 3, образованные набором прозрачных для гамма-квантов полупроводниковых детекторов 4.1 — 4.Ж и дистанционированным от них полосковым сцинтиллятором 5, на концах которого установлены

ФЭУ 6 и 7, подключенные к блоку 8 формирования сигналов линейной координаты сцинтилляции. Последовательно-параллельный преобразователь 11 на выходе, соответствующем величине координаты сцинтилляции, формирует сигнал, поступающий «а столбец матричной памяти 12, на строку которой поступает сигнал с формирователя

10 1- — 10. N, связанного с тем детектором

4.1 — -4. у, через который прошел вызвавший сцинтилляцию гамма-квант. По строчным

1404061 и столбцовым сигналам в соответствующие ячейки памяти 12 записывается информация о прошедших по данной траектории гаммаИзобретение относится к области радиационных изотопных исследований, в частности к вычислительной эмиссионной томо-! графии.

Цель изобретения — ускорение исследования за счет повышения эффективности регистрации.

На фиг. 1 показана система детектирования устройства, вид с торца; на фиг. 2— функциональная схема устройства в сочетании с одной детекторной сборкой.

Устройство для вычислительной эмиссионной томографии содержит держатель 1 исследуемого объекта 2, вокруг которого установлены детекторные сборки 3.

Каждая детекторная сборка 3 содержит линейный набор полупроводниковых детекторов 4.1 — 4.N, дистанционированный от него полосковый сцинтиллятор 5, на концах которого установлены фотоэлектронные умножители ФЭУ 6 и 7. Концы полоскового сцинтиллятора 5 скошены под углом 45 и снабжены зеркальным покрытием (как, впрочем, и остальные стороны сцинтиллятора 5, что устраняет оптические потери), напротив которого с боковой стороны сцинтиллятора 5 установлены входные окна

ФЭУ 6 и 7. Это обеспечивает стыковку детекторных сборок 3 (фиг. 1, конфигурация без наличия мертвых зон регистрации) . Линейный набор полупроводниковых детекторов

4.1 — 4.N (далее просто детекторов) и полосковый сцинтиллятор 5 установлены в корпусе (не показан), что обеспечивает требуемое крепление и дистанционирование элементов детекторной сборки 3. Под «прозрачностью» детекторов 4.1 — 4.N к гамма-излучению подразумевается незначительность энергетических потерь гамма-квантов при их прохождении через детектор 4.1 — 4.N при формировании регистрируемого сигнала.

К ФЭУ 6 и 7 подключен блок 8 формирования сигналов линейной координаты сцинтилляции, который представляет собой амплитудно-временной селектор, а к детекторам 4.1 — 4.N через усилители 9.1 — 9.Л подключены формирователи 10.1 — IO.N импульсов. К выходу блока 8 подключен последовательно-параллельный преобразователь

11, выходы которого подключены к адресным входам столбцов матричной памяти 12, к адресным входам строк которой подключены входы формирователей 10.1 — IО.N импульсов. Через блок 13 опроса матричная па5 !

О !

45 квантах. Такое решение позволяет исключить угловую селекцию излучения с использованием коллиматоров. 2 з. п. ф-лы, 2 ил мять 12 подключена к вычислительному блоку !4 обработки, на выходе которого включен блок 15 отображения (дисплей) . Блок 8 может быть снабжен входом запуска, подключенным к выходам формирователей 10.1—

l0.N импульсов, Устройство работает следующим образом.

Перед началом исследования в объект 2 вводят радиоактивный изотоп, который распределяется в исследуемом органе объекта.

Гамма-кванты излучения этого изотопа выходят из исследуемого объекта по произвольным направлениям. В плоскости исследуемого сечения гамма-кванты проходят через детекторы 4.1 — 4.N линейных наборов детекторных сборок 3, формируя при этом импульсные сигналы отклика, и попадают на соответствующий полосковый сцинтиллятор 5; вызывая световую вспышку (сцинтилляцию) в его материале. Световая энергия от места возникновения сцинтилляции распространяется в обе стороны и, отражаясь от боковых сторон сцинтиллятора 5 с зеркальными покрытиями, достигает концов сцинтиллятора, на которых она отражается от торцовых зеркальных покрытий, и попадает во входные окна ФЭУ 6 и 7, выходные электрические сигналы которых поступают в блок 8. Последний известным образом формирует сигнал, пропорциональный линейной координате сцинтилляции, причем этот сигнал поступает в последовательнопараллельный преобразователь 11. Работа блока 8 может управляться от выходных сигналов формирователей 10.1 — IО.N импульсов по его входу запуска. В этом случае на входе блока 8 включен одновибратор, который перебрасывается сигналом с одного из формирователей 10.1 в IО.N в соответствии с сигналом со связанного с ним детектора

4.1 — 4.N и запускает собственно схему блока 8. По окончании формирования этой схемой сигнала линейной координаты сцинтилляции одновибратор перебрасывается в исходное состояние и может снова перебрасываться на запуск блока 8 с любого из формирователей 10.1 — IО.N. Во время работы блока 8 он не реагирует на импульсы с других формирователей 10.1 — IО.N, за счет чего сцинтилляции, следующие за регистрируемой в течение временного интервала, меньшего временного разрешения блока 8, отсекаются. Необходимость введения такого управления блоком 8 зависит от вероятности

1404061

Формула изобретения

1. Устройство для вычислительной эмиссионной томографии, содержащее держатель исследуемого объекта, систему детекти40 наложения в пределах временного разрешения блока 8 следующих друг за другом сцинтилляций.

Сигнал с выхода формирователя 10.!в

10.N поступает также на строчный вход матричной памяти 12, а на один из столбцовых входов памяти 12 поступает сигнал с того выхода последовательно-параллельного преобразователя 11, который соответствует величине сигнала с выхода блока 8, т. е. координате сцинтилляции в полосковом сцинтилляторе 5. В свою очередь, номер формирователя 10.1 — 10.N находится в однозначной связи с положением детектора 4.1 — 4.N в линейном наборе, т. е. номер строки и номер столбца матричной памяти 12 однозначно 15 соответствуют определенной траектории выхода гамма-кванта из исследуемого объекта 2. При наличии сигналов на строке и столбце в ячейку матричной памяти 12, находящуюся на перекрестии строки и столбца, записывается единица. Фактически ячейки матричной памяти образованы счетчиками, в которых происходит накопление информации о количестве гамма-квантов, идущих по соответствующей данной ячейке траектории. По окончании времени набора инфор- 25 мации блок 13 опроса считывает содержимое матричной памяти 12 в вычислительный блок 14 обработки, который по известной процедуре восстанавливает изображение исследуемого среза и выводит его.на блок 15 отображения. При наличии четырехдетек- 30 торных сборок 3 в блок 14 обработки поступает информация со всех детекторных сборок 3, полученная описанными средствами.

Таким образом, в предлагаемом устройстве отсутствует отсеивающая значительную часть излучения угловая селекция, что поз- 35 воляет существенно повысить эффективность регистрации и соответственно снизить время исследования. рования, охватывающую указанный держатель, вычислительный блок обработки, отличающееся тем, что, с целью ускорения исследований за счет повышения эффективности регистрации, система детектирования образована двойными детекторными сборками, каждая из которых содержит линейный набор прозрачных для гамма-квантов полупроводниковых детекторов и дистанционированный от него полосковый сцинтиллятор, с концами которого оптически сопряжены фотоэлектронные умножители, в устройство введены блок формирования сигналов координаты сцинтилляции, подключенный к выходам фотоэлектронных умножителей, и средства формирования и запоминания сигналов траекторий, вызывающих сцинтилляции гамма-квантов, с входами которых связаны блоки формирования координаты сцинтилляции и линейный набор полупроводниковых детекторов, а с выходом — вычислительный блок обработки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства формирования и запоминания сигналов траекторий содержат последовательно-параллельный преобразователь, матричную память и блок опроса, причем вход последовательно-параллельного преобразователя подключен к выходу блока формирования координаты сцинтилляции, адресные входы одной координаты матричной памяти связаны с выходами последовательно-параллельного преобразователя, адресные входы другой координаты — с полупроводниковыми детекторами линейного набора, а блок опроса включен между выходами матричной памяти и входами вычислительного блока обработки.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что двойные детекторные сборки состыкованы друг с другом, состыкованные концы полосковых сцинтилляторов выполнены скошенными и снабжены зеркальными покрытиями, а сопряженный с указанной стороной полоскового сцинтиллятора фотоэлектронный умножитель установлен напротив указанного скошенного конца с зеркальным покрытием.

1404061

Составитель К. Кононов

Редактор A.Ìîòûëü Техред И. Верес Корректор A. Обручар

Заказ 3014/4 Тираж 655 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4