Гамма-камера

(53) УДК 615 849 :616-073. 75 (088.8) ло делам изобретений н атерытнй(54) ГАММА-КАМЕРА Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для радиоизотопной диагностики.Известна гамма-камера, которая содержит коллиматор, сцинтилляционный кристалл, световод, набор фотоэлектронных умножителей с предусилителями, суммирующие матрицы, формирователи координатных и энергетического сигналов, одноканальный селектор, одновибратор засветки, визуализирующее устройство, например осциллоскоп. Кроме того, гамма-камера содержит операционный усилитель, на один вход которого подается импульс одновибратора засветки, а ня другой - импульс, соответствующий энергетическому сигналу ГЯ,В гамма-камере в зависимости от координаты вспышки изменяется амплитуда засветки: увеличивается при удалении от центра фотоэлектронного умножителя и уменьшается при приближении. Изменение яркости вспышек на экране визуализирующего устройства осуществляется путем вычитания суммарного энергетического сигнала, умноженного на постоянный коэффициент, из импульса одновибратора засветки. В известной гамма-камере из-за отсутствия средств для ступенчатой регулировки яркости точек при изменении расстояния между сцинтилляцией и центром фотоэлектронного умножителя не обеспечивается полное соответствие между амплитудой энергетического сигнала и истинной величиной, которую нужно вычесть из амплитуды импульса одновибратора засветки для получения однородной картины распределения индикатора при равномерном облучении о детектора гамма-камеры. Кроме того, из-за использования суммарного энергетического сигнала для регулировки амплитуды импульса одновибратора засветки не обеспечивается достаточная 1 коррекция неоднородности, так как суммарный энергетический сигнал имеет слабо выраженную зависимость от координаты и значительно большую зависимость от интенсивности сцинтилляции в кристалле (энергетическая зависимость).Указанные недостатки снижают достоверность выявления патологических очагов накопления индикатора и ценность диагностической информации.20 зю 40 45 э 0 Целью изобретения является повышение достоверности диагностической информации о расположении патологических очагов накопления радиоактивного индикатора в организме путем уменьшения неоднородности и исключения артефактов.Поставленная цель достигается тем, что гамма-камера снабжена дискриминаторами нижнего уровня, ключевыми пропускателями по числу дискриминаторов, резисторами и устройством выделения максимального сигнала, при этом входы устройства выделения максимального сигнала подключены к выходам предусилителей, а выход соединен со входами дискриминаторов нижнего уровня, подключенных выходами к входам ключевых пропускателей, выходы которых через резисторы соединены с энергетическим входом визуализирующего устройства и выходом одновибратора засветки,На фиг, 1 изображена блок-схема гамма- камеры; на фиг. 2 - амплитудно-координатная характеристика фотоэлектронного умножителя.Гамма-камера содержит коллиматор 1, сцинтилляционный кристалл 2 и оптически соединенный с ним световод 3, набор гексагонально расположенных фотоэлектронных умножителей 4 с предусилителями 5, суммирующие матрицы 6, 7, формирователи 8, 9 координатных сигналов Х, У, формирователь 10 энергетического сигнала Х с одноканальным селектором 11, расширители 12, 13, одновибратор 14 засветки, визуализирующее устройство 15.Гамма-камера снабжена дискриминаторами 16 нижнего уровня, устройством 17 выделения максимального сигнала, ключевыми пропускателями 18 и резисторами 19 и 20.Выход каждого предусилителя 5 подключен к соответствующим входам матриц 6, 7, выходы которых соединены с формирователями 8, 9 и 10. Выход формирователя 10 подключен к селектору 11, а выходы формирователей 8, 9 связаны со входами расширителей 12, 13. Выход селектора 11 подключен ко входу одновибратора 14, а выходы расширителей 12, 13 - ко входам устройства 15.Устройство 17 имеет входы по числу умножителей 4, каждый из которых соединен с выходом соответствующего предусилителя 5, а его выход соединен со входами дискриминаторов 16, которые подключены выходами к пропускателям 18, соединенным через резисторы 19, 20 с выходом одновибратора 14,Устройство работает следующим образом. При попадании гамма-кванта из объекта через коллиматор 1 на кристалл 2 возникает световая вспышка. В зависимости от положения вспышки на этом кристалле на выходах умножителей 4 возникают импульсы различной амплитуды. После усиления предусилителями 5 импульсы суммируются поамплитуде в соответствующей пропорциина матрицах 6, 7, образуя выходные импульсные сигналы, амплитуда которых пропорциональна кОординатам Х и У световойвспышки и энергии сигнала Х, После обработки в формирователях 8, 9 и расширителях 12, 13 импульсы в виде координатныхсигналов поступают на устройство 15. Еслив качестве такого устройства используетсяосциллоскоп, то его луч устанавливаетсяв положение на экране, соответствующеекоординате сцинтилляционной вспышки.Энергетический сигнал после обработкив формирователе 10 поступает на селектор 11,где происходит отбор сигнала Х по амплитуде и вырабатывается выходной импульс,направляемый на одновибратор 14, Крометого, импульсы с выходов предусилителей 5поступают на вход устройство 17, отбирающего из всех выходных сигналов предусилителей 5 максимальный по амплитуде. В качестве такого устройства служит, например,диодная матрица. На входы дискриминаторов 16 с выхода устройства 17 поступаетпри этом импульс, имеющий максимальнуюамплитуду. Пороги дискриминаторов 16выбраны таким образом, чтобы разделитьамплитудно-координатную характеристикуумножителя 4 по амплитуде на и частей(фиг. 2). При увеличении амплитуды импульса, т, е. при его приближении к оснфотоэлектронного умножителя (ФЭУ) срабатывает все большее число дискриминаторов 16, запуская свои ключевые пропускатели 18.При включении определенного числапропускател ей 18 сопротивление нижнегоплеча делителя, образованного резисторами 19 и 20, изменяется и амплитуда импульса подсвета становится равной:1М у,/Югде 11 вь 1 х - амплитуда импульса подсвета;Бх - амплитуда импульса одновибратора;К - сопротивление 1-го резистора включевом пропускателе;К - число включенных пропускателей.При этом величина импульса подсвета,поступающего на устройство 15, падает засчет уменьшения суммарного сопротивленияделителя, в нижнее плечо которого входитвсе большее число включенных параллельнорезисторов 20. Если в качестве устройства 15используется осциллоскоп, то изменяетсяяркость светового пятна на его экране. Подбором величины резисторов 19, 20 устанавливается закон изменения амплитуды импульса подсвета в соответствии с характеромамплитудно-координатной характеристикиумножителя 4. Использование устройства 17позволяет получить импульс, имеющий значительно большую зависимость от координаты по сравнению с суммарным 2 сигналом,и тем самым улучшить коррекцию неоднородности.Улучшение однородности характеристикгамма-камеры по сравнению с известнойгамма-камерой происходит за счет применения (для коррекции неоднородности) сигнала с улучшенным отношением сигнал/шум.В данном случае полезной составляющейкорректирующего сигнала является его коор одинатная зависимость, а шумовой составляющей - энергетическая зависимость. Амплитуда сигнала одиночного умножителя 4в зависимости от координаты (амплитуднокоординатная характеристика) определяетсясоотношением:А= А(Е) ъ,где А (Е) - амплитуда световой вспышки,зависимая от энергии гаммакванта и процессов преобразования в кристалле; го- телесный угол, под которым виден фотокатод 1-го умножителяиз точки возникновения сцинтилляции.При малых расстояниях между фотокатодом и кристаллом (что имеет местогьв современных гамма-камерах) зависимостью; и, следовательно, А от координаты сильно выражена. Так, при перемещении местасцинтилляции от центральной оси умножителя 4 к периферии А изменяется прибли- зозительно в 2 раза (до 0,5 А;), при энергетической зависимости + 10% (О,1 А) дляэнергии 140 кэВ (Тс 99).Суммарный энергетический сигнал, используемый для коррекции в известном устройстве, определяется соотношением:А= Х Д= А(Е) Х; .Так как 2,мало изменяется в зависимости от координаты сцинтилляции, изменение Аг, по радиусу фотокатода составляет- 20% (до 0,8 А), при энергетической за овисимости + 7% (+ 0,07 А).Таким образом, применение устройствавыделения максимального сигнала фотоэлектронного умножителя и использованиеего для коррекции неоднородности приводятк улучшению коррекции приблизительно в 2 ф 5раза.,2 А е /0) 07 А еие многоступенчатой регулировависимости от местоположенияпозволяет выбрать уровни ров нижнего уровня в точном соответствии с ходом амплитудно-координатной характеристики умножителя и, таким образом, осуществить коррекцгпо неоднородности с одинаковой точностью, независимо от положения сцинтилляции относительно оси ближайшего умножителя.Гамма-камера позволяет повысить эффек. тивность диагностики, исключить возможность постановки неверного диагноза, проводить диагностику при повышенном уровне маскирующего фонового излучения за счет совершенных средств устранения артефактов, обусловленных неоднородностью,Гамма-камера, содержащая коллиматор, сцинтилляционный кристалл, набор фотоэлектронных умножителей, оптически связанных через световод с сцинтилляционным кристаллом, предусилители, входы которых подключены к выходам фотоэлектронных умножителей, а выходы - ко входам двух суммирующих матриц, причем выходы первой суммирующей матрицы соединены через формирователи координатных сигналов и расширители со входами визуализирующего устройства, а выход второй суммирующей матрицы подключен через формирователь энергетического сигнала и селектор к одновибратору засветки и управляющий выход формирователя энергетического сигнала подключен к управляемым входам формирователей координатных сигналов, отличаюи 1 аяся тем, что, с целью повышения достоверности диагностической информации о расположении патологических очагов накопления радиоактивного индикатора в организме путем уменьшения неоднородности и исключения артефактов, она снабжена дискриминаторами нижнего уровня, ключевыми пропускателями по числу дискриминаторов, резисторами и устройством выделения максимального сигнала, при этом входы устройства выделения максимального сигнала подключены к выходам предусилителей, а выход соединен со входами дискриминаторов нижнего у ровня, подключенных выходами к входам ключевых пропускателей, выходы которых через резисторы соединены с энергетическим входом визуализирующего устройства и выходом одновибратора засветИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент США3942011, кл. 250-363,публик. 1976.753427 СпЬги,чаи еюпр Рэ у иг 2 1.С риц ктор Е. Пашсное го кой и аушск город,4/5 тная, 4Составитсль Тскред К. Шу Тираж 673 И Государственно делам изобретени Москва, Ж 35, Р Патент, г. Ужсдактор 3. Ьородкинааказ 4791/3ЦНИИПпо113035,Филиал ПП то вьсвКорреПодпм итета ССоткрытийая наб., дул. П роек КпО,дйьч аго