Сцинтилляционная гамма-камера

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 1L1L76(21) 2419987/28-13 с присоединением заявки 11о (23) Приоритет

Опубликовано 250879. Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 250879

Союз Советскик

Социалистических

Республик

«„610329

1 (Ы)М. Кл.

A 61 B 6/00

Государственный комитет

СССР

«о делам изобретений и открытий (зЗ) УДК 616.072..7:614.876 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Н. Варин, В.A. Волков, A.È. Гейфман, В.Л. Кривошеин и lO.Ì. Сидоров

Всесоюзный научно-исследовательский институт медицинского приборостроения и Специальное конструкторское бюро диагностической аппаратуры (71) Заявители (54) СЦИНТИЛЯЦИОННАЯ ГАММА †KAMF

Изобретение относится к медицин ской т ехн и ке и пр едн аз н ач ен о дл я ди агностики исследонания внутренних органов и систем человека с помощью радиоактивных изотопов °

Известна сцинтилляционная гамма-камера., содержащая коллиматор, сцинтилляционный кристалл, снетовод, фотоэлектронные умножители, предусилители, пороговые устройства, формирователи координатных и электрического сигналов, линейные пропускатели, амплитудный селектор, аналоговое вычислительное устройство и виэуализирующее устройство (1). 15

Однако точность выявления патологических очагов накопления радиоактивных индикаторов в организме недостаточна.

Цель изобретения — поньнаение точности выявления патологических очагов накопления радиоактивных индикаторов в организме.

Это достигается тем, что сцинтилляционная гамма-камера снабжена дополнительным формирователем энергетического сигнала и переключателем длительности координатных и энергетического сигналов, причем входы дополнительного формирователя энергетического сигнала подключены параллельно входам пороговых устройстн, выход — к амплитудному селектору, входы переключателя длительности координатных и энергетического сигналов соединены с выходами аналогового вычислительного устройства, а выходы — с визуализирующим устройством. Кроме того, формирователи энергетического сигнала выполнены в виде резисторных матриц с регули/ руемыми сопротивлениями и суммирующих усилителей.

Причем переключатель длительности координатных и энергетического сигналов содержит одновибратор, регулятор длительности и расширитель сигналов, На чертеже изображена блок-схема сцинтилляционной гамма-камеры.

Сцинтилляционная гамма-камера содержит коллиматор 1, .сцинтиляционный кристалл 2, светонод 3, фотоэлектронные умножители 4, предусилители 5, пороговые устройства 6, формирователи 7 координатных сигналов, формирователь 8 энергетического сигнала, линейные пропускатели 9, амплитудный селектор 10, аналоговое вычислительб10 329 ное устройство 11 и ви вуали эирующее устройство 12 °

Коллиматор уст анoRJIpH перед сцинтилляционным кристаллом и обеспечи в ает однозначную связь между координатами объекта и сцингилляциями в кристалле.

Световод оптически связан с кристал- 5 лом и обеспечивает попадание света от сцинтилляции одновременно на несколько фотоэлектронных умножителей 4, выходы которых через предусилители подсоединены к входам пороговых уст- !О ройств ° Выходы последних связаны с входами формирователей координатных сигналов и формирователя энергетического сигнала. Выходы формирователей через линейные пропускатели сое- 5 динены с входами аналогового вычислительного устройства. Амплитудный селектор выходом подсоединен к управляющим входам линейных пропускателей 9.

Гамма-камера снабжена дополнительным формирователем 13 энергетического сигнала и переключателем 14 л.;н-. льност.r координатных и энергетi-.ческого сигналов, при этом входы формирователя 13 энергетического сигнала подключены параллельно входам пороговых устройств, а выход — к амплитудному селектору, входы переключателя 14 длительности координатных и энергетического сигналов соединены с выходами аналогового вычислительного Tpo cT 11, а выходы — с виэуализирующим устройством 12, на экране которого воспроизводятся вспышки с координатами, пропорциональными сцин- З5 тилляциям в кристалле 2. Оба формирователя 8 и 13 энергетического сигнала выполнены в виде реэисторных матриц 15, 1б с регулируемыми сопротивлениями и суммирующих усилителей 17, 40

18, а переключатель 14 длительности координатных и энергетического сигналов — в виде одновибратора 19, регулятора 20 длительности и расширителя 21 сигналон. Время выдержки одно-45 вибратора 19 устанавливается регулятором 20, вход одновибратора 19 подключен к выходу амплитудного селектора 10, а ныход — к расширителю 21 сигналов. 50

Гамма-камера работает следующим образом.

Пациент, которому введено необходимое количество радиоактивного препарата, помещается перед коллиматором 1 гамма-камеры.

Гамма-кванты от радиоактивного препарата, проходя через отверстия коллиматора 1, попадают в сцинтилляционный кристалл 2, взаимодействуют с ним и образуют световые вспышки 60 (сцинтилляции), которые через снетовод

3 освещают катоды фотоэлектронных умножителей 4.

Образонанные на анодах фотоэлектронных умножителей 4 заряды прапор- 65 циональны энергии световых вспышек и, следовательно, энергии гамма-квантов, а также зависят от расстояния между местом сцинтилляции и катодами фотоэлектронных умножителей 4. Заряды на анодах фотоэлектронных умножитепей 4 преобразуются предусилителями 5 в импульсы напряжения и. подаются на пороговые устройства б, которые пропускают на формирователи 7, 8 координатных и энергетического сигналов только сигналы с амплитудой, превышающей величину порога, и, тем самым, исключают размытие координатных сигналов, связанное с влиянием фотоэлектронных умножителей, удаленных от места сцинтилляции. Поступившие на формирователи 7 координатных сигналов импульсы с пороговых устройств б суммируются с разными весовыми коэффициентами, причем весовые коэффициенты определяются местоположением каждого из фотоэлектронных умножителей 4 на световоде 3.

Таким образом, выходные сигналы формирователей 7 становятся пропорциональными координатам световых вспышек в кристалле 2 и подаются .через линейные пропускатели 9 на аналоговое вычислительное устройство 11.

Сигналы с выходов пороговых устройств б также подаются на формирователь 8 энергетического сигнала и суммируются с разными весовыми коэффициентами. Выходной сигнал формирователя 8 пропорционален только интенсивности сцинтилляции, имеет ту же энергетическую зависимость, что и координатные сигналы и, таким образом, является оптимальным для их коррекции, Выходной сигнал формирователя энергетического сигнала через линейный пропускатель 9 подается на аналоговое вычислительное устройство 11, в котором осуществляется деление каждого координатного сигнала на этот выходной сигнал, исключая энергетическую зависимость координатных сигналов. Далее координатные сигналы подаются на переключатель 14 длительности.

Сигналы с предусилителей 5 также отводятся на входы дополнительного формирователя 13 энергетического сигнала ° Благодаря наличию переменных сопротивлений реэисторной матрицы 15 формирователя 13 достигается минимальный разброс энергетического сигнала в пределах полезной площади кристалла 2 и, тем самым, — высокое энергетическое разрешение гамма-камеры в целом. Выходной сигнал формирователя 13 подается на амплитудный се1пектор 10. Если сигнал соответствует фотопику излучения, селектор 10 вырабатывает управляющий импульс для линейных пропускателей 9, разрешая прохождение через них координатных сигналов и э ергетического сигнала от формирователя 8. б 10329

Выходной с» гнал амплктудног о селектора подаетс я также на переключатель 14 длительности координатных и энергетического -кгналов для запуска одновибратора <9, время выдержки которого устанавливается регугчтором

20. Выходной сигнал одновибратора 19 5 подается на расширитель 21 сигналов, и его длительность определяет длительность координатных сигналов и сигнала засветки экрана визуалкзирующего устройства 12. На экране последнего 10 образуются вспышки с координатами, пропорциональными координатам сцинтилляцкй в кристалле 2. Регистрация результатов исследования производится фотографированием световых вспышек с экрана вкзуализирующего устройства

12, либо путем подключения параллельно входам вкзуализирующего устройства 12 другого накопителя информации, например 3ВМ.

Таким образом, благодаря тому, что гамма-камера снабжена дополнительным формирователем энергетического сигнала, выполненным в виде резисторной матрицы с регулируемыми сопротивлениями к суммирующего усилителя, становится возможным улучшить энергетическое разрешение гамма-камеры за счет дополнительной ее подстройки (с помощью резисторной матрицы). Если прототип (с 19-ю фотоэлектронными умножителями), не имеющий дополнительного формирователя, имеет энергетическое разрешение для изотопа

Тс 99 (140 кэВ), равное 17Ъ, то с введением в гамма-камеру дополнитель- 35 ного формирователя и после ее настройки разрешение становится равным 145., Указанное сужение спектра энергетического сигнала уменьшает смещение

его фотопика за пределы окна амплитуд-40 ного селектора, что означает уменьшение неоднородности иэображения по площади кристалла (c величины 10Ъ до 8Ъ), а следовательно, снижается вероятность появления на иэображении ложных очагов. Кроме того, при более высоком энергетическом разрешении можно устанавливать мечьшую величину окна амплитудного селектора, что пркводит к повышению отношения сигнал/фон, т.е. к повышению контраста изображения.

Возможность осуществления регулировки в двух формирователях энергетических сигналов независ-.кмо друг QT

2. Гамма-камера »о II,1, о сс и »ч а ю щ а я <.-. я тм, <тс< фо<м»; >65 друга позволяет устанавливать оптимальный режим для аналогового вычисли,тельного устройства, которое осущест вляет коррекцию энергетического размытия координа-.íûõ сигналов. .Б этом случае достигается улучшение пространственного разрешения для данного типа гамма-камеры на 1,0-1,5 мм, что позволяет обнаружить более мелкие очаги. B результате, по данным фантомных испытаний с Тс 99 диаметр

М

I ьи ни мальн о-р азли чи мого очага, з алегаемогO на глубине 50 мм, умс-.н ьшается с 12 мм до 10 мм... Таким образом, становится возможным обнаруживать и диагностировать более мелкие патологические очаги, расположенные в глубине организма пациента, а также уменьшить возможность обнаружени я ложных очагов.

Использование предлагаемой гаммыкамеры позволяет более полно регистрировать информацию с нее и, тем самым, улучшить качество получаемых изображений. При малых скоростях счета (до 1000 имп/с длительность координатных и энергетического сигналов можно установить 5-10 мкс, что дает контрастное изображение распределения индикатора на регистраторе, например на фотопленке. При больших скоростях счета (более 1000 имп/с:) при наличии регулятора длительности сигналов становится возможным уменьшить длительность сигналов до 2-3 мкс, что сокращает мертвое время гаммакамеры и уменьшает просчеты на вкзуализирующем устройстве и при подаче сигналов в быстродействующие 3F3M для последующей обработки. Таким образом, во всем диапазоне регистрируемых скоростей счета качество изображений становится наилучшим, а это повышает точность радиоизотопной диагностики.

Формула изобретения

1. Сци нтилл яционн ая гамма-камер а, содержащая коллиматор, сцкнткг<ляционный кристалл, световод, фотоэлектронные умножители, предус.-ил»тели, пороговые устройства, формкр ватели координатных к энергеткческс—

ro сигналов, линейные пропуcêàò<.ï», амплитудный селектор, анаиогово . вычислительное устройство к вкзуал»вЂ” зкрующее устройство, о т л к ч а ющ а я с я тем, что, с целью пов л«енияя точности выяви енк я пат ологкчес:— ких очагов накоплен» я ради оак ти вных индикаторов в организме, она снабжена дополнительным форм»рлвате— лем энергетического сигнала » переключателем длительности координатных и энергетического скгналов, -П и— чем входы дополнительного формирователя энергетического сигнала »о <ключены параллельно входам порого -:,х устройств, выход — к амплитудно<1.. селектору, входы переклю сател« д. ;ll— тельности координат»их и электр» <ес"кого сигналов следи<ены с выходами аналогового вычк<..лктельно; о устр иства, а выходы — с Fl»ýóà

610329

Составитель В. Головин

Редактор Т. Колодцева Техоед Э ° Чужнк Ко ректор В. Синицкая

Тираж 672 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москвас Ж-35 Раушская "àá.с д. 4 5

Заказ 4850!2 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная,4 ватели энергетического сигнала выполнены в виде реэнсторных матриц с регулируемыми сопротивлениями и суммирующих усилителей, 3. Гамма-камера по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что переключатель длительности координатных и энер- гетнческого сигналов содержит одновибратор, регулятор длительности и расширитель сигналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CldA 9 3732419, кл. 250-75.5, опублик. 1973.