Гамма-камера

 

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к радионуклидной диагностической аппаратуре, предназначенной для визуализации процесса накопления и распределения в органах человеческого организма радионуклидного индикатора, вводимого с диагностической целью. Цель изобретения - повышение точности обнаружения патологичеок ix очагов в исследуемом ооганизме В г ма-камеру содержащую блок 1 детектирования, блок 2 формирования, блок 3 обработки сигналов, блок 4 воспроизведения изображения и амплитудный анализатор 5, введен блок 6 автоматической стабилизации фотопика, что обеспечивает усиление или ослабление энергетического сигнала на выходе блока 1 детектирования за счет изменения коэффициента передачи управляемого аттенюатора блока 6 автоматической стабилизации фотопика при изменении напряжения питания или параметров фотоэлектронного умножителя блока 1 детектирования. 1 з.п. ф-лы, 5 ип. И

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ЕЕ083

111г ", т

1 1&J !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (7

М 4 ! ю

jÙ !! .Ъ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4475823/25 (22) 22.08.88 (46) 15.02.91. Бюл. N 6 (71) Специальное конструкторское бюро диагностической аппаратуры (72) А.В.Антонов и Ю,М,Месонжник (53) 615.471 (088.8) (56) Патент США N. 3914611, кл. 250-369, 1976.

Авторское свидетельство СССР

¹1135034, кл. А 61 В 6/00, 1983. (54) ГAMMA-KAMEPA (57) Изобретение относится к медицинской технике, а именно к радионуклидной диагностической аппаратуре, предназначенной для визуализации процесса накопления и распределения в органах человеческого организма радионуклидного.. Ы . 1627135 Al (я)л А 61 В 6/00, G 01 Т 1/20 индикатора, вводимого с диагностической целью, Цель изобретения — повы!оение точности обнаружения патологическ 1х очагов в исследуемом организме. В г1 ма-камеру, содержащую блок 1 детекти!говения, блок 2 формирования, блок 3 обрабо гки сигналов, блок 4 воспроизведения изображения и амплитудный анализатор 5, введен блок 6 автоматической стабилизации фотопика, что обеспечивает усиление или ослабление энергетического сигнала на выходе блока 1 детектирования за счет изменения коэффициента передачи управляемого аттенюатора блока 6 автоматической стабилизации фотопика при изменении напряжения питания или параметров фотоэлектронного умножителя блока 1 детектирования. 1 з,п ф-лы, 5 ил.

1627135

Изобретенле относится к медицинско 1 технике, а именно к радионуклидной диагностической аппаратуре, предназначенной для визуализации процесса накопления и распределения в органах человеческого организма радионуклидного индикатора, вводимого с диагностической целью.

Цель изобретения — повышение точности обнаружения патологических очагов в исследуемом органе.

На фиг,1 представлена функциональная схема гамма-камеры; на фиг,2 — функциональная схема блока автоматической стабилизации фотопика; на фиг.3 — функциональная схема формирователя пороговых уровней, на фиг.4 — функциональная схема элемента сравнe1»ия; на фиг.5 — эп1оры напряжений, поясняющие работу блока автоматической стабилизации фотппика.

Гамма-камера содержит Gno!; 1 детекп1 рования, блок > формирования, блок 3 обрэ ботки сигналов, блок 4 воспроизведения изображения, амплитудный селектор 5 и блок 6 автоматической стабилизации фотопика. Блок 1 детек", ирования подключен позиционными выходами - X и +.

cooT8eTcTI»cHtio к четырем входам блока 2 формировэния и эт»ер(ет11ческим вь»ходом

7Π— к входу бл;кэ 6 автоматической стэб:лизации фо опикэ. Блок 2 формирования подсоединен в;1ходами соответственно одному и друго "у и1»формационным входам

6rока 3 обрэбо»ки сигналов, подкл1оче 1ного выходами соо»ветственно к од»»ому и к другому и1- фпрмэц11г1нным входам блока 4 воспроизг»ед";»ия 11зображений. Выход блоКа 6 аэтОМЭт, ЕС-".Ol С»абИЛИЗЭцИИ фОтг ill» ка под< оединен через амг1лит!днь и селектор 5, управляющим входам бл»кэ 3 обрабо»ки сигналов i блока 4 воспроизведечия изобрэ.. ен«я.

БЛОК 6 антОМатн lpCKOIi! СтабИЛИЗацИИ фотопика (фиг,2) содержит управляемый э тенюатор 7, реверсивный счетчик 8 элемент

9 выделения мэкслмумэ, дифферснцирующий элемен 10, формирователь 11 пороговых уровней, элемент 12 сравнения и логический элемент 13. Элемент 9 выделения максимума, вход которого является входом блока, подсоединен входом к информационному входу управляемого аттенюатора 7 и выходом через дифференцирую;ций эл,.мент 10 - к одним входа;1 элемента 12 сравнения и логического зл»МЕНта 1.1 ВЫХСдЫ фОрМИрОаатЕЛя 11 т»ерО

ro»,ûõ ypo"-ней 11одключены соответственно к второму, тр-; ему и четвертому вход-»м элемента 12 сравнения, подсоединенного пятым входом к выходу управляемого атте:»юэторэ 7, являющемуся выходом блока, а выходами — соответственно к второму и третьему входам логического элемента 13, выходы которого соединены соо»ветстненно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 8, подключенного ыходом к управляющему входу управляемого аттенюатора 7.

Формирователь пороговых уровней 11 (фиг.3) содержит формирователи 14, 15 и 16 среднего верхнего и нижнего уровней стабилизации соответственно, при этом выход

15 формирователя 14 среднего уровня стабилизации соединен с входами формирователей 15 и 16 BepxHei o и ни,кнего уровней

1 f эб1 изации. Выходы формирователей 14, i,,.и :14 средне О. верхнего и н1лжнего уров:1ей ста1»илизэции являкг...я соответственно ,i; i овь. 1, вторым и третьим вь,ходэми фор1; 11.ователя 11 пороговых уровней, Кажды1л пз формирователей уровней стабилизации

i ь11»ол1»е1» в виде операционного усилителя и резиolopo (не показаны)

Элс 1ент 12 сравнения (фиг.4) содержит

;о. пэраторы 17, 18, и 19 верхнего, среднего и нижнего уровней соответственно, элемен-»:. Л 20 -22, триггеры 23 и 24, элемент ИЛИ

25 и однов11оратор 26.

i11iлым входом элемента 12 сравнения

;- . 11г»1с1ся первые входы компараторов 17—

19, др,: «е входы которых являются соответсTB.HHî вторым, третьим и четвертым вхо35 дами элемента 12 сравнения, пятым входом которого является вход одновибратора 26, IIoäêëþ÷eHHûé к одному входу элемента И . ., выход которого является одним выходом элеме1»тэ 12 сравнения.

40 Выход. компаргторов 17 — 19 соединены соответственно с одним входом элемента И 20, одним входом триггера 23 и первым

I : дом элемента И 21, с одним входом три гера 21. Выход триггера 24, являющийся вторым выходом элемента 12 сравнения, подключен к одному входу элемента ИЛИ

:.5, выход которого соединен с другим Вхо дом элемента И 22. Выход одновибратора

26 соединен с другими входами элементов

5г1

1х1 20 и 21, выходы которых соединены соответственно с другими входами триггеров 23 и 24. Выход триггера 23 соединен с другим

"одом элемен га ИЛИ 25.

Логический элемент 13 (фиг.2) содержит

»лементы И 27-29 и элемент ИЛИ 30.

На фиг.5 приняты следующие обознэче ия з »1ор1»апряжений: а — сигнал íà инфор мационном входе управляемогс

1627135 аттенюатора 7; б — сигнал на выходе управляемого аттенюатора 7; в — сигнал на выходе элемента 9 выделения максимума; г — сигнал на выходе дифференцирующего элемента 10; д и е — сигналы соответственно на одном и другом выходах элемента 12 сравнения; ж и з-сигналы соответственно на одном и другом выходах логического элемента 13, Гамма-камера работает следующим образом.

Гамма-кванты, эмитируемые исследуемым органом, преобразуются в блоке 1 детектирования в электрические сигналы: позиционные:":Х, + У и энергетический Zp.

Позиционные сигналы ч- Х, + У поступают на соответствующие входы блока 2 формирования сигналов, а энергетический Zp-на вход блока 6 автоматической стабилизации фотопика (эпюра а). попадая на информационный вход управляемого аттенюатора

7, коэффициент передачи которого определяется двоичным кодом на выходе реверсивного счетчика 8 (фиг.2), Стабилизация амплитуды энергетического сигнала 2 (фотопика) осуществляется за счет цепи отрицательной обратной связи; выход управляемого аттенюатора 7-пятый вход элемента 12 сравнения — один и другой входы логического элемента 13 — выходы логического элемента 13-суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 8-управляющий вход управляемого аттенюатора 7.

Средний уровень, относительно которого осуществляется стабилизация, а также верхний и нижний уровни, определяющие диапазон, в котором происходит стабилизация сигнала, задаются формирователем 11 уровней (фиг.2).

В начальный момент времени, если амплитуда входного сигнала (эпюра а) Zi=Zp элемента 12 сравнения находится в пределах между Uuy и Upy, то срабатывает компаратор 19 нижнего уровня и опрокидывает триггер 24 в единичное состояние, что обеспечивает прохождение через элемент ИЛИ

25 на выход элемента И 22 (эпюра e) импульса с выхода элемента 9 выделения максимума (эпюра г).

Если амплитуда входного сигнала Z>=Zp находится между Uñó и Usy (эпюра а), то сначала срабатывает компаратор 19 нижнего уровня и устанавливает триггер 24 в единичное состояние, а затем срабатывает компаратор 18 среднего уровня, выходной сигнал которого чеоез элемент И 21 возвращае триг ео 24 в состояние "0" и устанавливает триггер 23 в единичное состояние.

Благодаря этому сигнал с выхода элемента

9 выделения максимума (эпюра г) проходит на выход элемента И 22 (эпюра е) элемента

12 сравн ения.

Если амплитуда входного сигнала гамма-камеры Zp (эпюра а) находится ниже нижнего уровня 0,у или выше верхнего Us„, то в первом случае не срабатывает ни один из компараторов, а во втором-срабатываю все три компаратора 17-19.

Однако, и в том и в другом случае импульсы с.выхода элемента 9 выделения максимума не проходят на выход элемента 12 сравнения, так как в первом случае триггеры

23 и 24 остаются в исходном (нулевом) состоянии, а во втором случае оба триггера до прихода сигнала максимума также оказываются в нулевом состоянии и появление его на выходе элемента И 22 становится невозможным (фиг.4).

Для установки элемента 12 сравнения в исходное состояние после прохождения каждого входного сигнала Z> служит одновибратор 26, который запускается задним фронтом сигнала максимума (эпюра г) и через элементы И 20 и 21 устанавливает триггеры 23 и 24 в нулевое состояние. На выходе элемента 12 сравнения при этом также присутствуют нулевые потенциалы.

Таким образом, логическая "1" на первом выходе элемента 12 сравнения присутствует в двух случаях: если амплитуда входного сигнала заключена между напряжениями пороговых уровней U>

Наличие "1" на втором выходе элемента, 12 сравнения свидетельствует о том. что амплитуда сигнала Z> заключена между напряжениями пороговых уровней UHy и Upy, а наличие "0" о том, что амплитуда сигнала Z> заключена между напряжениями Ucy u Usy

Если амплитуда сигнала Z> заключена между напряжениями U>y и Upy, то импульс. соответствующий максимуму входного сигнала Zp, с выхода элемента 12 сравнения проходит на пеовый выход логического элемента 13 (зпюра ж), а с выхода его-на суммирующий вход реверсивного счетчика 8.

При этом двоичный код реверсивного счетчика 8 увеличивается на единицу, Увеличивается и коэффициент передачи управляемого аттенюатора 7 и соответственно амплитуда сигнала Zi на его выходе (эпюра б) до значения, близкого к напряжению Upy.

i 627135

2it

n «1 )

3 .:) г,О

Г,г) Если амплитуда сигнала заключена между напряжениями U и определяется разрядностью реверсивного счетчика 8.

Использование изобретения позволяет повысить точность определения координат сцинтилляционных вспышек за счет стабилизации амплитуды энергетического сигнала Zo. обеспечивающей компенсацию влияния таких возмущающих действий„как температурная и временная нестабильность высоковольтного источника электропитания и фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), неоднородность кристалла и старение ФЭУ, По ышеиие точности определения vo ординат сцинтилляцианной вспышки обеi:. печинается также за счет уменьшения погрешности при. г ранедении энергетической коррекции координатных =ilf иалон

1х/z; у/z) на соответствующих выходах блока обработки сигналов. Стабилизация амплитуды энер егического сигнала приводит к уменьшению потерь информации за счет того, что болыпинство сигиалон попадает в "окно" амплитудного селектора и прииимаег участие н формировании сции тилляционно о изображения, при этом уменьшается несоответствие между истинной картиной распределения радиоиуклидного индикатора в исследуемом органе и сцинтилляционным изображением.

Формула изображения

1. Гамма-камера, содержащая блок формирования сигналов, амплитудный селектор, блок обработки сигналов, блок воспроизведения иэображения и блок детектирования с четырьмя позиционными выходами +. Х У и энергетическим выходом Zo, подключенный позиционными выходами соответственна к четырем входам блока формирования сигналов, первый и второй выходы которога соединены соотнетственио с первым и вторым информационными входами блока обработки сигналов, подсоединенного одним и другим выходами соответственно к одному и к другому информационным входам блока воспроизведения изображения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока обработки сигналов, о т л и ч а ю щ ая с я см, что, с целью повышения точности обнаружения патологических очагов н исследуемом органе, в него введен блок автомаTè÷åской сTàáèëизации фотопика, подключенный входом к энергетическому выходу Zp блока детектирования и выходом — к входу амплитудного селектора, выход коTQðаго соединен с упрэнляloùèM входом блока обработки сигналов. 2, Гамма-камера по п.1, о т л и ч а lo щ ая с я |ем, что блок автоматической стабилизации фотопика сонержит управляемый ат теиюатор, реверсиниый счетчик, диффереицирующий элемент, формирова тсль гораговых уровней, элемент сравнения логический элемент и элемент выдел" иия максимума, подключенный входом. являющимся входом блока, к информационному. входу управляемого аттеик>атора и выходом через дифференцирующий элемент-к одним входам элемеи;а сравнения и логического элемента, выходы формирователя пороговых уровней соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами элемента сравнения, подсоединенного пятым входом к выходу управляемого аттенюатора, являющемуся выходом блока, и выходами — соответственно к второму и третьему входам логического блока, выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика, подключенного выходом к управляющему входу управляемого аттеиюатора.

1б27135

Фиг, 5

Фиг 5

Составитель В, Костюхин

Редактор Н, Киштулинец Техред Э, Цаплюк Корректор Л. Алексеенко

Заказ 295/91 Тираж 436 Подпигное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ри ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород., ул,Гагарина, 101