Гамма-камера

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Специальное конструкторское бюро диагностической аппаратуры(57) Изобретение относится к медицинскойтехнике, а именно к радионуклидной диагностической аппаратуре, предназначенной для визуализации процессанакопления и распределения в органах человеческого организма радионуклидного(5)5 А 61 В 6/00, 601 Т 1/20 индикатора, вводимого с диагностическои целью, Цель изобретения - по Р ы Роение точности обнаружения патологическ 1 х очагов в исследуемом организме, В г 1 ма-камеру, содержащую блок 1 детектирования, блок 2 формирования, блок 3 обрабогки 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.Изобретение 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.З - функциональная схема формирователя пороговых уровней, на фиг,4 - функциональная схема элемен. та сравнения; на фиг.5 - эпюры напряже. ний, поясняющие работу блока автоматической стабилизации фотппика,Гамма камера содержит блок 1 деьекгн рования, блокформирования, блок 3 обра ботки сигналов, блок 4 воспроизведения изображения, амплитудный селектор 5 и блок 6 автоматической сгабилизации фото- пика, Блок 1 детек", ирования подключен позиционными выходами + Х и + соответственно к четырем входам блока 2 формировэния и энерепьческим выходом 7 о - к Вхоэу блока 6 автоматической сьа 5 л лизации фогопика, Блок 2 формулирования подсоедине" в;ходами соответсьвенно одному и друго у . формационным входам блока 3 обрабоьк сигналов, подключенного выходами соспветственно к одному и к другому инфпрмацнгьнным входам блока 4 воспроизгзед. пня изображений, Выход блока 6 автомат,леско" с 1 абилизации фоьппи ка подсоединен через амглитудный селектор 5 к управляющим входам блок,.ь 3 обработки сигналов и блока 4 воспроизведения изобра. ения.Блок 6 автомагцческой стабилизации фотопика (фиг,2) содержит управляемый атенюатор 7, реверсивный счетчик 8 элемент 9 выделения максимума, 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 дифференци рую;ций эл,.мент 10 - к одним входам элемента 12 сравнения и логического эл- мента 1. Выхсды формирователя 11 гаро говых уровнейподключены соответственно к второму, тр-;. чему и четвертому входам злементр 12 сравнения, подсоединенного пятым входом к выходу управляемого аттеняатора 7, являющемуся выходом блока, авыходамн - соответственно к второму итретьему входам логического элемента 13,5 выходы которого соединены сооь ветстненно с суммирующим и вычитающим входамиреверсивного счетчика 8, подключенногоыходом к управляющему входу управляемого аттенюатора 7.Формирователь пороговых уровней 11(фиг.3) содержит формирователи 14, 15 и 16среднего верхнего и нижнего уровней стабилизации соответственно, при этом выход15формирователя 14 среднего уровня стабилизации соединен с входами формирователей 15 и 16 верхнего и ни,кнего уровнейгтагь изации, Выходы формирователей 14,1",. и 16 среднего верхнего и нижнего уров:ей ста 1 или ээции являкгя гоотве гственно;,: овь 1, вторым и третьим вь:ходами фор;н 1,ователя ь 1 пороговых уровней, Каждыйпз формирователей уровней стабилизации1 ыполнен в виде операционного усилителяи резисьоров (не показаны)Элс ьент 12 сравнения 1 фиг,4) содержит,омпараторы 17, 18, и 19 верхнего, среднегои нижнего уровней соответственно, элемен:. х 1 20 -22, триггеры 23 и 24, элемент ИЛИ25 и одновпбратор 26,11 ервым входом элемента 12 сравнения;- ляк.вся первые входы компараторов 17 -19, др е входы которых являются соответств.нно вторым, третьим и четвертым вхо 35 дами элемента 12 сравнения, пятым входомкоторого является вход одновибратора 26,подключенный к одному входу элемента И, выход которого является одним выходомэлемента 12 сравнения.40 Выход, компаргторов 17 - 19 соединены соответственно с одним входом элемен.га И 20, одним входом триггера 23 и первымв дом элемента И 21, с одним входом три- гера 21, Выход триггера 24, являющийсявторым выходом элемента 12 сравнения,подключен к одному входу элемента ИЛИ:х 5, выход которого соединен с другим вхо.дом элемента И 22. Выход одновибратора26 соединен с другими входами элементовг и14 20 и 21, выходы которых соединены соответственно с другими входами триггеров 23и 24, Выход триггера 23 соединен с другимя одом элемен га ИЛИ 25,Логический элемент 13 (фиг,2) содержитэлементы И 27-29 и элемент ИЛИ 30.На фиг.5 приняты следующие обозначепия зпор напряжений: а - сигнал на информационном входе управляемогоаттенюатора 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, ч. У и энергетический Ъ, Позиционные сигналы - Х, + У поступают на соответствующие входы блока 2 формирования сигналов, а энергетический Л-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 Л(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) 21=7 элемента 12 сравнения находится в пределах между Ону и Оу, 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 е) импульса с выхода элемента 9 выделения максимума (эпюра г),Если амплитуда входного сигнала Л 1=7 о находится между Оу и Оу (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 сравнения.Если амплитуда входного сигнала гамма-камеры 2 (эпюра а) находится ниже нижнего уровня Оу или выше верхнего Ову, 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 21 служит одно- вибратор 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 Ону и Осу, а также если амплитуда. входного сигнала заключена между напряжениями Оу и Оеу.Наличие "1" на втором выходе элемента, 12 сравнения свидетельствует о том, что амплитуда сигнала Е заключена между напряжениями пороговых уровней Ону и Оу, а наличие "0" о том, что амплитуда сигнала 2 заключена между напряжениями Оу и ОвуЕсли амплитуда сигнала 71 заключена между напряжениями Оу и Оу, то импульс. соответствующий максимуму входного сигнала 7, с выхода элемента 12 сравнения проходит на пеовый выход логического элемента 13 (эпюра 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 Л 1 на его выходе (эпюра б) до значения, близкого к напряжению Осу.5 10 15 20 л Если амплитуда сигнала заключена между напряжениями Осу и Ову, то импульс проходит на второй выход логического элемента 13, а с его выхода-на вычитающий вход реверсивного счетчика 8, Двоичный код реверсивного счетчика 8 уменьшается на 1, что приводит к уменьшению коэффициента передачи управляемого аттенюатора 7, при этом амплитуда сигнала на его выходе уменьшается до уровня Осу,Блок б автоматической стабилизации фотопика обеспечивает изменение коэффициента передачи аттенюатора 7 на каждый входной сигнал 7 О, Дискретность изменения коэффициента передачи зависит от требований к стабильности сигнала 21 и определяется разрядностью реверсивного счетчика 8.Использование изобретения позволяет повысить точность определения координат сцинтилляционных вспышек за счет стабилизации амплитуды энергетического сигнала 2 о. обеспечивающей компенсацию влияния таких возмущающих действийкак температурная и временная нестабильность высоковольтного источника электропитания и фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), неоднородность кристалла и старение ФЭУ,Па ышение точности определения ка ординат сцинтилляцианной вспышки абес печивдется также зд счет уменьшения погрешности при г 1 раведении энергетической коррекции координатных си ндлав 1 хй; уй) нд соответствующих выходах блока обработки сигналов. Стабилизация амплитуды энерегическога сигнала приводит к уменьшению потерь информации за счет того, что большинство сигналов попа дает в "окно" амплитудного селектора и принимаег учасзие в формировании сцин тилляционноо изображения, при этом уменьшается несоответствие между истин. ной картиной распределения радионуклидного индикатора в исследуемом органе и сцинтилляционным изображением.Формула изображения 1. Гамма-камера, содержащая блок формирования сигналов, амплитудный селек. тор, блок обработки сигналов, блок воспроизведения иэображения и блок детектирования с четырьмя позиционными выходами + ХУ и энергетическим выходом 2 О, подключенный позиционными выходами соответственна к четырем входам блока формирования сигналов, первый и второй выходы которога соединены соответственна 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 тем, что, с целью повышения точности обнаружения патологических очагов в исследуемом органе, в него введен блок автоматической стабилизации фотопика, подключенный входом к энергетическому выходу 2 о блока детектирования и выходом - к входу амплитудного селектора, выход которого соединен с управляющим входом блока обработки сигналов,2, Гамма-камера па п.1, а т л и ч а ю щ ая с я ем, чта блок автоматической стабилизации фотопика содержит управляемый ат тенюатар, реверсивный счетчик, дифференцирующий элемент, формирова тсль пороговых уровней, элемент сравнения логический элемент и элемент выдел".ния максимума, подключенный входам. являющимся входом блока, к информационному входу управляемого аттенк)атора и выходом через дифференцирующий элемент-к одним входам элемен;а сравнения и логического элемента, выходы формирователя пороговых уровней соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входдми 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 дттенюатора.1627135 Фиг. 5Составитель В, Костюх актор Н, Киштулинец Техред Э, Цаплюк орректор Л. Алексеенко Производственно-и ский комбинат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 10 каз 295/91 Тираж 436 ВНИИПИ Государственного комитета 113035, Москва, ЖПодписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС