DE2819186A1 - Determination of direction of radiation source - uses collimator with number of optical slits combined with photoconducting detectors - Google Patents
Determination of direction of radiation source - uses collimator with number of optical slits combined with photoconducting detectorsInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zum Erhalten von Informationen über eine durch ihreDevice for obtaining information about a through their
Lage bestimmte Quelle Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 3. Sie betrifft allgemein Vorrichtungen zum Erhalten von Informationen über Strahlungsquellen. Location Specific Source The invention relates to an apparatus according to the preamble of claims 1 and 3. It relates generally to devices to obtain information about radiation sources.
Sichtbares Licht kann reflektiert sowie auch gebrochen werden.Visible light can be reflected as well as refracted.
Die gewöhnliche Kamera nutzt die Brechung aus durch Verwendung einer optischen Linse zum Brechen und Fokussieren des von einem Objekt kommenden sichtbaren Lichts, um ein Bild des Objekts auf einem Film zu erzeugen. Jedoch kann elektromagnetische Strahlung von höheren Frequenzen als Vakuumultraviolet (wie beispielsweise Röntgenstrahlen und Gammastrahlen,nachfolgend gemeinsam alsGammastrahlung bezeichnet) nicht wirksam entweder reflektiert oder gebrochen werden. Daher wurde die Erzeugung eines Bildes einer Gammastrahlungsquelle bei Verwendung eines Kollimators erreicht, welcher auf etwas ähnliche Weise wie die alte Lochkamera arbeitet. Die Lochkamera ermöglicht, daß das Licht von einem Objekt in einem geraden Strahl durch ein Loch im Kameragehäuse hindurchtritt, um ein umgekehrtes Bild auf dem Film zu erzeugen.The ordinary camera takes advantage of the refraction by using a optical lens for refracting and focusing the visible coming from an object Light to create an image of the object on film. However, electromagnetic radiation of higher frequencies than vacuum ultraviolet (such as x-rays and gamma rays, hereinafter collectively referred to as gamma rays) are not effective either reflected or refracted. Hence the creation of an image a gamma radiation source achieved using a collimator, which on somewhat similar to how the old pinhole camera works. The pinhole camera enables that the light from an object in a straight beam through a hole in the camera body passes through to produce an inverted image on the film.
Kollimatoren mit einem Feld von parallelen Kanälen, wie beispielsweise der in Figur 1 gezeigte, wurden beim Abbilden von Gammastrahlungsquellen verwendet. Bei Richten der Achsen der Kanäle gegen eine Gammastrahlungsquelle haben die Kanäle allgemein dieselbe Größe in beiden Abmessungen senkrecht zur Achse; gewöhnlich sind die Kanäle kreisförmig, dreieckig oder quadratisch im Querschnitt. In Figur 1, in welcher die Wände oder Septa jedes Kanals aus Blei zur Absorption der Gammastrahlung gemacht sind und wobei ein (nicht gezeigter) Strahlungsdetektor auf der der Quelle gegenüberliegenden Seite des Kollimators angeordnet ist, ist die Strahlung, welche von einer punktförmigen Quelle durch einen besonderen Kanal hindurchtreten und den Detektor erreichen kann, durch den Raumwinkel A definiert, unter welchem sich die Basis des Parallelricht-Kanals 2 hinzieht. Das räumliche Auflösungsvermögen eines derartigen Kollimators wird durch Verringerung des Raumwinkels verbessert.Collimators with an array of parallel channels such as those shown in Figure 1 were used in imaging gamma radiation sources. When the axes of the channels are directed towards a source of gamma radiation, the channels have generally the same size in both dimensions perpendicular to the axis; are common the channels circular, triangular or square in cross section. In Figure 1, in which is the walls or septa of each lead channel for absorbing gamma radiation and with a radiation detector (not shown) on top of that of the source opposite side of the collimator is arranged, the radiation is which pass from a point source through a special channel and the Detector can be defined by the solid angle A under which the The base of the parallel channel 2 pulls in. The spatial resolution of a Such a collimator is improved by reducing the solid angle.
Jedoch wird die Empfindlichkeit jedes Kanal* welche mit der durch den Kanals hindurchtretenden Strahlungsmenge anwächst, durch Vergrößerung des Raumwinkels verbessert. Es ist natürlich erwünscht, das räumliche Auflösungsvermögen sowie auch die Empfindlichkeit zu verbessern, und zwar letztere insbesondere derart, daß die für die Beobachtung erforderliche Zeit verringert werden kann.However, the sensitivity of each channel * depends on the The amount of radiation passing through the channel increases by increasing the solid angle improved. It is of course desirable to have spatial resolution as well to improve the sensitivity, in particular the latter in such a way that the time required for observation is reduced can be.
Hinsichtlich des Strahlungsdetektors ist es bekannt, den Fotoleiter als das Basiselement eines derartigen Detektors zu verwenden. Jedoch bei bekannten Feldern von Fotoleiter-Detektorelementen entsprechen die Photonenabsorptionsstrecke und der Zwischenelektrodenabstand derselben Fotoleiterabmessung und sind somit allgemein dieselbe Länge. Es ist erwiinscht, die Photonenabsorptionsstrecke groß mit Bezug auf den Zwischenlektrodenabstand zu machen, da je größer die Absorptionsentfernung, um so besser die Empfindlichkeit, weil ein größerer Bruchteil der auftreffenden Phionen gesammelt werden, und je kleiner der Zwischenelektrodenabstand, umso größer die Leistung sowie auch die Geschwindigkeit des Sammelns von elektrischen Signalen an den Elektroden, welche in dem Fotoleiterkörper durch auftreffende Photonen erzeugt werden.With regard to the radiation detector, it is known to use the photoconductor to be used as the base element of such a detector. However, with known The photon absorption path corresponds to fields of photoconductor detector elements and inter-electrode spacing are the same photoconductor dimension and are thus general same length. It is desirable to make the photon absorption distance large with reference on the interelectrode distance, since the greater the absorption distance, the better the sensitivity, because a larger fraction of the incident Phions are collected, and the smaller the inter-electrode spacing, the larger the power as well as the speed of the collection of electrical signals at the electrodes, which are generated in the photoconductor body by incident photons will.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und wirksame Vorrichtung der zur Reder stehenden Gattung zu schaffen, welche den vorstehend aufgeführten Erfoffierniæsen entspricht.The present invention is based on the object of a simple and to create effective devices of the genre standing by, which the corresponds to the above mentioned Erfoffierniæsen.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 3 erfindungsgemäß durch deren Kennzeichenmerkmale gelöst. Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen.This object is achieved in a device according to the preamble of Claims 1 and 3, according to the invention, are solved by their characteristic features. Further Features of the invention emerge from the remaining claims.
Die Erfindung schafft eine empfindliche, beständige, ein hohes Auflösungsvermögen aufweisende und bequem benutzbare Vorrichtung zum Erhalten einer Information über die Verteilung einer Gammastrahlungsquelle und schafft ferner einen in einer derartigen Vorrichtung nützlichen Strahlungsdetektor.The invention creates a sensitive, stable, high resolution comprising and conveniently usable device for obtaining information about the distribution of and also provides a source of gamma radiation Device useful radiation detector.
Die die Information erhaltende Vorrichtung gemäß der Erfindung hat eine hohe Empfindlichkeit ohne einen Verzicht auf Auflösungsvermögen. Die Vorrichtung weist einen Kollimator auf, welcher leicht herzustellen ist ohne die Notwendigkeit einer komplizierten Wabe von separaten Kanälen, und die Wände des Kollimators können auf geeignete Weise aus Wolframfolie bestehen, wobei Wolfram ein besseres strahlenabsorbierendes Material ist als Blei und somit dünner als Bleiwände sein kann, wodurch die wirksame Kollimatortransparenz verbessert wird. Die Ausgangsgröße der Vorrichtung kann leicht und schnell durch geeignete Computertechniken umgeformt werden, um hochaufgelöste Bilder von Gammastrahlungsquellen zu erzeugen. Die Vorrichtung ist auf dem Gebiet der Nuklearmedizin weit anwendbar und ist ferner auch industriell verwendbar.The information obtaining device according to the invention has high sensitivity without sacrificing resolution. The device has a collimator which is easy to manufacture without the need an intricate honeycomb of separate channels, and the walls of the collimator can suitably consist of tungsten foil, tungsten being a better radiation-absorbing one Material is considered lead and therefore thinner than lead walls, which makes it effective Collimator transparency is improved. The output of the device can be easily and quickly converted to high-resolution by suitable computer techniques Generate images of gamma radiation sources. The device is in the field widely applicable in nuclear medicine and is also industrially useful.
Der erfindungsgemäße Detektor ist leicht herstellbar und hat ein verbessertes Auflösungsvermögen und Signal/Störungs-Verhältnis.The detector according to the invention is easy to manufacture and has an improved one Resolving power and signal / interference ratio.
Sie hat eine hohe Gleichförmigkeit des Ansprechens auf eine gegebene Photonenauftreffenergie, sodaß Störungsund untergeschobene Signale, welche durch den verstreuten Compton-Effekt erzeugt werden, und Photonen niedrigerer Energie, welche an Stellen entfernt von der Primärstrahlungsquelle entstehen, zurückgewiesen werden können. Er hat ferner eine hohe Photonensammelleistung wegen verbesserter Empfindlichkeit und einen kurzen Ausgangsimpuls wegen verbesserten zeitlichen Auflösungsvermögens.It has a high uniformity of response to a given one Photon impingement energy, so that interference and suppressed signals, which through the scattered Compton effect, and lower energy photons, which arise in places remote from the primary radiation source are rejected can be. It also has a high photon collection efficiency because of improved Sensitivity and a short output pulse due to improved temporal resolution.
Die Erfindung umfaßt gemäß einem Aspekt das Erhalten von Informationen über eine durch ihre Lage bestimmte Quelle, beispielsweise eine Gammastrahlungsquelle, durch Spaltkollimation und Auf spüren von Bündelkomponenten von der Quelle in einer Vielzahl von verschiedenen Spaltanordnungen, sowie das Verwenden der sich ergebenden Daten zum Aufzeichnen der Quellenposition.In one aspect, the invention includes obtaining information via a source determined by its location, for example a gamma radiation source, through slit collimation and the detection of bundle components from the source in one Variety of different gap arrangements, as well as using the resulting ones Data for recording the source position.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung umfassen bei diesem Aspekt einen Kollimator mit einem Rahmen, welcher eine Drehachse und eine Mehrzahl von flachen Platten aus gammastrahlungs-absorbierendem Material aufweist, die durch den Rahmen in paralleler, voneinander beabstandeter Anordnung mit Bezug zueinander und parallel zur Drehachse gehalten werden, wobei benachbarte Paare von Platten die Spalte dazwischen definieren und jeder der Spalte eine Öffnung an einem Ende und eine Basis am gegenüber liegenden Ende aufweist und zur Ermöglichung eines Durchtritts von Gammastrahlung durch ihn in einer ersten Richtig parallel zur Drehachse unbehindert ist und innerhalb des Rahmens in einer zweiten Richtung senkrecht zur Drehachse und parallel zu den Platten unbehindert ist; Einrichtungen zum Positionieren des Kollimators zum Eingestellthalten der Drehachse auf eine Gammastrahlungsquelle derart, daß die Spalte zum Empfangen von Gammastrahlung von dieser angeordnet sind, während der Eollimator um die Achse gedreht wird, wobei jeder der Spalte sich in der durch die ersten und zweiten Richtungen definierten Ebene unter einem viel größeren Winkel hinzieht zum Empfangen der durch ihn zur Basis hindurchtretenden Strahlung von der Quelle, verglichen mit einem Winkel, unter welchem er sich in einer zweiten Ebene senkrecht zur zweiten Richtung hinzieht; einem Detektor, welcher mit dem Rahmen für eine gemeinsame Drehung mit dem Kollimator verbunden und den Basen der Spalte benachbart ist zum Aufspüren der durch jeden Spalt zur Basis dieses hindurchtretenden Strahlung und zur Erzeugung einer Ausgangsgröße, welche für die Intensität der aufgespürten Strahlung über der gesammten Basis jedes Spalts als eine Funktions des Drehwinkels des Kollimators repräsentativ ist; sowie Einrichtungen zum Ansammeln einer Matrix derartiger Ausgangswerte, wobei die Matrix geordnet ist entsprechend dem besonderen Schlitz, in welchem die die Ausgangsgröße erzeugende Strahlung aufgespürt wurde, und entsprechend dem besonderen Drehwinkel des Kollimators zu der Zeit, zu welcher die Strahlung aufgespürt wurde, und wobei die Matrix geeignet ist für eine Umwandlung in eine Matrix, die dem Bild der Strahlungsquelle entspricht.Preferred embodiments of the invention include in this aspect a collimator having a frame having an axis of rotation and a plurality of has flat plates of gamma radiation absorbing material, which through the frame in a parallel, spaced-apart arrangement with respect to one another and held parallel to the axis of rotation, with adjacent pairs of plates define the gaps therebetween and each of the gaps has an opening at one end and has a base at the opposite end and for allowing passage unhindered by gamma radiation through it in a first correctly parallel to the axis of rotation and within the frame in a second direction perpendicular to the axis of rotation and is unobstructed parallel to the panels; Means for positioning the Collimator for keeping the axis of rotation adjusted to a source of gamma radiation in such a way that that the gaps are arranged to receive gamma radiation therefrom while the eollimator is rotated around its axis, with each of the gaps being in the through the first and second directions defined the plane at a much larger angle draws towards receiving the radiation passing through it to the base from the Source, compared to an angle at which it is in a second plane perpendicular to the second direction; a detector connected to the frame for a common rotation connected to the collimator and the bases of the column adjacent is for tracing those passing through each gap to the base of it Radiation and to generate an output which is responsible for the intensity of the detected Radiation over the entire base of each gap as a function of the angle of rotation of the collimator is representative; and means for accumulating a matrix such output values, the matrix being ordered according to the particular Slit in which the radiation generating the output was detected, and corresponding to the particular angle of rotation of the collimator at the time the Radiation has been detected and the matrix is capable of conversion into a matrix that corresponds to the image of the radiation source.
Die Erfindung umfaßt gemäß einem anderen Aspekt einen Detektor zum Aufspüren von Gammstrahlung und zur Erzeugung einer Ausgangsgröße in Abhä>gkeit von der Strahlung, wobei der Detektor eine Mehrzahl von aus auf Gammastrahlung empfindlichem Fotoleitermaterial bestehenden Detektorelementen aufweist, die parallel und mit Abstand voneinander angeordnete Streifen sind, zum Aussetzen einer allgemein planaren, durch eine Fläche jedes der Elemente gebildeten Oberfläche der auftreffenden Gammastrahlung von einer Quelle dieser , und wobei jedes der Elemente ein Paar von an ihm befestigten Elektroden aufweist, von denen jedes Paar zwischen benachbarten Elementen angeordnet ist, die Elektrodenebenen senkrecht zurplanaren, der auftreffenden Strahlung ausgesetzten Oberfläche verläuft und die Dicke jedes Detektorelements, gemessen von der der auftreffenden Stellung ausgesetzten Oberfläche längs einer senkrechten Linie zu dieser, groß ist mit Bezug auf den Abstand zwischen jedem Paar von Elektroden.In another aspect, the invention comprises a detector for Detecting gamma radiation and generating an output variable as a function of the radiation, the detector having a plurality of gamma radiation sensitive Photoconductor material has existing detector elements that are parallel and with Spaced strips are, for exposing a generally planar, surface of the incident gamma radiation formed by an area of each of the elements from a source of these, and each of the elements having a pair of attached thereto Has electrodes, each pair of which is arranged between adjacent elements is, the electrode planes perpendicular to the planar, exposed to the incident radiation Surface runs and the thickness of each detector element, measured from that of the incident Position exposed surface along a line perpendicular to this, is large with respect to the distance between each pair of electrodes.
Bestimmte bevorzugte Ausführungsformen umfassen einen Detektor, welcher eine Mehrzahl von in ihrer Anzahl den Schlitzen entsprechenden Detektorelementen aufweist, die wirksam mit dem Rahmen verbunden sind, derart, daß sie ihren zugehörigen Basen benachbart angeordnet bleiben, während der Kollimator um die Achse gedreht wird; eine Verarbeitungsschaltung mit einem Verstärker zum Verstärken der DetektorausgangsgröBen und einem Amplitudendiskriminator zum Ausscheiden jeglicher Komponenten, welche eine Amplitude unterhalb einer Minimalamplitude haben, aus den Ausgangswerten; ein Gehäuse als Halteeinrichtung, welches umfaßt ein Rohr, eine in dem Rohr drehbar angebrachte Platte eine Einrichtung zum Drehen der Platte, welche eine Öffnung zur Aufnahme des Rahmens enthält, derart, daß bei Drehung der Platte der Rahmen zusammen mit dieser gedreht wird; einen Schaltmotor zur Drehung der Platte in getrennten Winkelschritten als Dreheinrichtung. Kollimatorplatten aus Wolframfolie; ein Detektorelement, welches eine szintillierende Platte und einen mit der Platte verbundenen Fotoverstärker zur Erzeugung einer elektrischen Ausgangsgröße aßt; optische Fasern, welche die szintillierende Platte/ihrem Fotoverstärker verbinden; sowie Detektorelemente, welche zwischen den Kollimatorplatten an der Basis der Schlitze angeordnet und dort durch den Rahmen gehalten werden0 Andere bevorzugte Ausführungsformen umfassen Detektorelemente aus Fotoleitermaterial; Detektorelemente aus Kadmiumtellurit; Fotoleiter-Detektorelemente, bei welchen die Ebenen ihrer Elektroden parallel zu den Kollimatorplatten geordnet sind und die Strecke durch das Fotoleiterelement in der ersten Richtung groß ist mit Bezug auf die Strecke zwischen jedem Paar von Elektroden in einer dritten Richtung senkrecht zur ersten und zweiten Richtung, wobei eine Strecke durch das Fotoleiterelement in der ersten Richtung nicht kleiner als 5 mm und die Strecke durch das Fotoleiterelement in der dritten Richtung nicht größer als o,75 mm ist und die Fotoleiterelemente die Form von Streifen haben.Certain preferred embodiments include a detector which a plurality of detector elements corresponding in number to the slots which are operatively connected to the frame such that they are their associated Bases remain adjacent while the collimator is rotated about the axis will; a processing circuit with an amplifier for amplifying the detector outputs and an amplitude discriminator for eliminating any components which have an amplitude below a minimum amplitude, from the Baseline values; a housing as a holding device, which comprises a tube, a rotatably mounted in the tube plate means for rotating the plate, which includes an opening for receiving the frame such that upon rotation of the plate the frame is rotated together with it; a switch motor to rotate the disk in separate angular steps as a rotating device. Tungsten foil collimator plates; a detector element which has a scintillating plate and one with the plate connected photo amplifier to produce an electrical output ate; optical Fibers connecting the scintillating plate / its photo intensifier; as Detector elements located between the collimator plates at the base of the slots and held there by the frame0 Other preferred embodiments include detector elements made of photoconductive material; Cadmium tellurite detector elements; Photoconductor detector elements in which the planes of their electrodes are parallel to the collimator plates are ordered and the route through the photoconductor element in the first direction is large with respect to the distance between each pair of Electrodes in a third direction perpendicular to the first and second directions, wherein a distance through the photoconductor element in the first direction is not less than 5 mm and the distance through the photoconductor element in the third direction is not is larger than 0.75 mm and the photoconductor elements are in the form of strips.
Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung das zuhalten von Informationen über eine durch ihre Lage bestimmte Quelle, beispielsweise eine Gammastrahlungsquile, durch Spaltkollimation und Aufspüren von Bündelkomponenten von der Quelle in einer Vielzahl von sich ändernden Spaltanordnungen, sowie das Verwenden der sich ergebenden Daten zum Auftragen der Lage der Quelle Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.Briefly summarized, the invention relates to the holding of information via a source determined by its location, for example a gamma radiation quile, by slit collimation and tracking of bundle components from the source in one Variety of changing gap arrangements, as well as using the resulting ones Data for plotting the location of the source The invention is described below on the basis of exemplary embodiments shown schematically in the drawing explained.
Es zeigen: Figur 1 einen Schnitt längs einer vertikalen Ebene durch einen typischen bekannten Kanalkollimator, Figur 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Erfindung, Figur 3 einen vergrößerten Grundriß eines Teils der Ausführungsform gemäß Figur 2, Figur 4 einen Schnitt 4-4 aus Figur 3, wobei verschiedene Teile weggebrochen sind, Figur 5 einen Schnitt 5-5 aus Figur 3, wobei verschiedene Teile weggebrochen sind, Figur 6 eine perspektivische Ansicht in Explosivdarstellung eines Teils der Ausführungsform gemäß Figur 3, Figur 7 eine schematisierte Darstellung der Ausführungsform gemäß den Figuren 2 bis 6 mit zugehörigen Schalteinrichtuilgen, Figur 8 einen stark vergrößerten Schnitt längs einer vertikalen Ebene eines Teils einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, Figur 9 einen Schnitt längs einer vertikalen Ebene, die senkrecht zur Ebene der Figur 8 verläuft, der zweiten Ausführungsform, wobei verschiedene Teile weggebrochen und zugehörige Schalteinrichtngen schematisiert Figur 1o eine perspektivische Ansicht in Explosivdarstellung eines Teils der zweiten Ausführungsform.The figures show: FIG. 1 a section along a vertical plane a typical known channel collimator, Figure 2 is a perspective view an embodiment of the invention, Figure 3 is an enlarged plan view of a part the embodiment according to Figure 2, Figure 4 is a section 4-4 from Figure 3, wherein various parts are broken away, Figure 5 shows a section 5-5 from Figure 3, wherein various parts are broken away, Figure 6 is a perspective view in an exploded view of a part of the embodiment according to FIG. 3, FIG. 7 is a schematic representation the embodiment according to Figures 2 to 6 with associated switching devices, FIG. 8 shows a greatly enlarged section along a vertical plane of a part a second embodiment of the invention, Figure 9 is a section along a vertical Plane that runs perpendicular to the plane of Figure 8, the second embodiment, whereby various parts broken away and associated switching devices schematized FIG. 1o is an exploded perspective view of part of the second Embodiment.
In Figur 2 ist eine Kamera 10, welche die Erfindung enthält, gezeigt. Die Kamera 1o weist einen integrierten Kollimator 12 und Detektor 14 auf, welche zusammen drehbar in einem Gehäuse 16 angebracht sind. Der Kollimator 12, welcher in den Figuren 3 bis 6 noch deutlicher dargestellt ist, umfaßt einen aus Stahl hergestellten Rahmen 18 und eine Serie von einundfünfzig parallelen Platten 20 aus Wolframfolie, welche in dem Rahmen 18 gespannt gehalten werden0 Der Rahmen 18 weist zwei gegenüberliegende Seiten 22 auf, die 80 mm mal 55 mm mal 15 mm groß sind.In Figure 2, a camera 10 which includes the invention is shown. The camera 1o has an integrated collimator 12 and detector 14, which are rotatably mounted together in a housing 16. The collimator 12, which shown more clearly in Figures 3 to 6 comprises one made of steel Frame 18 and a series of fifty-one parallel plates 20 of tungsten foil, which are held taut in the frame 18 The frame 18 has two opposite Pages 22 that are 80mm by 55mm by 15mm.
Eine Gruppe von drei Stangen 24 aus Stahl mit einem Durchmesser von 5 mm verbindet die Seiten 22 an den Enden dieser über durch die Seiten 22 gebohrte Bohrungen 26. Schrauben 28 halten beim Anziehen in Bohrungen 30, welche die Bohrungen 26 quer durchschneiden, die Stangen 24 an Ort und Stelle in den Seiten 22 und bilden ein Quadrat mit einer Außenabmessung von etwa 80 mm mal 80 mm. Die Platten 20 weisen ebenfalls eine Gruppe von drei Bohrungen 32 (Figur 6) an ihren Enden auf zur Aufnahme der Stangen 24, welche dadurch die Platten 20 eingespannt halten mit Hilfe von Abstandshaltern 34 aus Blei, welche benachbarte Platten 20 an den Platten enden voneinander trennen und an Ort und Stelle durch die Stangen 24 gehalten werden, die durch Bohrungen in den Abstandshaltern 34 hindurchtreten. Jede Platte 20 ist o,15 mm dick, 30 mm breit und 80 mm lang. Die Blei-Abstandshalter 34 sind Platten von o,85 mm mal 15 mm mal 30 mm.A group of three rods 24 made of steel with a diameter of 5mm connects the sides 22 to the ends of these via drilled through the sides 22 Bores 26. Screws 28 hold when tightened in bores 30, which the bores Cut 26 across, rods 24 in place in sides 22 and form a square with an outside dimension of about 80 mm by 80 mm. The plates 20 have likewise a group of three bores 32 (FIG. 6) at their ends for receiving of the rods 24, which thereby hold the plates 20 clamped with the aid of spacers 34 made of lead, which separate adjacent plates 20 at the ends of the plates and held in place by rods 24 passed through bores pass in the spacers 34. Each plate 20 is 0.15 mm thick, 30 mm wide and 80 mm long. The lead spacers 34 are 0.85 mm by 15 mm plates mm by 30 mm.
Die Abstandshalter 34 und die Stangen 24 bilden zusammen die zwei anderen Seiten des Rahmens 18 zusätzlich zu den Seiten 22.The spacers 34 and rods 24 together form the two other sides of the frame 18 in addition to the sides 22.
Die Platten 20 sind mit gleichem Abstand von o,85 mm voneinander angeordnet, um fünfzig Spalte 36 zu bilden, welche 50 mm mal 30 mm mal o,85 mm groß sind. Das vorstehend beschriebene Spannen der Platten 22 erhält diese Schlitzabmessungen aufrecht.The plates 20 are arranged at the same distance of 0.85 mm from each other, to form fifty gaps 36 which are 50mm by 30mm by 0.85mm. That Tensioning the plates 22 described above maintains these slot dimensions.
Der Detektor weist fünfzig Detektorelemente 38 auf, die szintillierende Platten aus im Handel erhältlichem szintillierendem Kunststoff sind, der hauptsächlich ofyvinyltoluen besteht und von der Firma Nuclear Enterprises, San Carlos, California hergestellt wird. Jede Platte 38 ist 50 mm mal 10 mm mal 0,85 mm groß und ist zwischen jedes Paar von benachbarten Wolframplatten 20 eingepaßt. Bei der Strahlungsquelle entgegengerichtetem Rahmen 18 derart, daß die Spalte 36 am günstigsten zum Empfangen der Strahlung von der Quelle angeordnet sind, hat jeder Schlitz eine zur Quelle am nächsten liegende Öffnung zum Empfangen der Strahlung und eine Basis an dem gegenüberliegenden Ende des Schlitzes, und die Kanten der Platte 38, welche am weitesten von der Strahlungsquelle entfernt sind, sind mit den Kanten der Wolframplatten 20 fluchtend angeordnet, die gleichfalls am weitesten von der Strahlungsquelle entfernt sind (Figuren 4 und 5).The detector has fifty detector elements 38, the scintillating Plates of commercially available scintillating plastic are mainly ofyvinyltoluene and made by Nuclear Enterprises of San Carlos, California will be produced. Each plate 38 is 50mm by 10mm by 0.85mm and is between each pair of adjacent tungsten plates 20 fitted. At the radiation source opposite frame 18 such that the column 36 is most favorable for receiving of radiation from the source, each slot has one to the source nearest opening for receiving the radiation and a base on the opposite one End of the slot, and the edges of the plate 38 which are furthest from the radiation source are removed, are aligned with the edges of the tungsten plates 20, the are also furthest away from the radiation source (Figures 4 and 5).
An die hintere Stirnfläche jeder szintillierenden Platte 38 ist mittels transparenten Epoxydharzes ein Band 50 aus optischen Fasern (schematisiert in den Figuren 4 und 5 dargestellt) befestigt, welches dieselben Abmessungen in der Querschnittsfläche aufweist wie die hintere Stirnfläche der Platte 38 (50 mm mal o,85 mm). Jedes Band 50 besteht aus annähernd acht Schichten von Fasern mit einem Durchmesser von o,1 mm, wobei etwa 500 Fasern pro Schicht angeordnet sind, die sämtlich durch herkömmliche Faseroptik-Verfahren hergestellt sind. Die Fasern erstrecken sich senkrecht weg von der / nache der Platte 38. Sämtliche fünfzig Bänder 50, eines für jede Platte 38, sind in transparentem Epoxydharz zusammengegossen, wobei sie einen Block 42 bilden,der sich 25 mm nach außen von den hinteren Stirnfläche der Platten 38 erstrecken. Die Rahmenseiten 22 erstrecken sich gleichfalls 25 mm unterhalb der hinteren Stirnflächen der Platte 38, um einen Rahmen für den Block 42 aus vergossenen Fasern zu bilden. Herkömmliche Klemmeinrichtungen (nicht gezeigt) können verwendet werden, um die Rahmenseitz 22 beim Ergreifen des Blocks 42 zu unterstützen, der sich längs der Seiten 22 erstreckt. Wenn die jeden Streifen 50 bildenden Fasern sich außerhalb des Blocks 42 erstrecken, sind diese unabhängig flexibel und werden allmählich in ein kreisförmiges Bündel zusammengezogen, welches in dieser Anordnung durch einen Eisenbeschlag 52 gehalten werden. Die Enden jedes kreisförmigen Faserbündels sind an die Aufspürfläche eines Fotoverstärkes 54 angeklebt, welcher die Lichtsignale in elektrische Signale umwandelt für eine Weiterleitung an einen Vorverstärker 56 (Figur 7). Die optische Faserverbinßung zwischen dem Detektorfeld 14 und jedem Fotoverstärker 54 ist flexibel genug, um eine Drehung einer Platte 60 um 180° zuzulassen.To the rear face of each scintillating plate 38 is means transparent epoxy resin, a ribbon 50 made of optical fibers (schematically in fig Figures 4 and 5) attached, which have the same dimensions in cross-sectional area has like the rear end face of the plate 38 (50 mm by 0.85 mm). Every band 50 consists of approximately eight layers of fibers 0.1 in diameter mm, with about 500 fibers arranged per layer, all by conventional Fiber optic processes are made. The fibers extend away vertically from / to the plate 38. All fifty tapes 50, one for each plate 38, are cast together in transparent epoxy resin, whereby they form a block 42 extending 25 mm outward from the rear face of the Plates 38 extend. The frame sides 22 also extend 25 mm below the rear end faces of the plate 38 to form a frame for the block 42 of potted To form fibers. Conventional clamping devices (not shown) can be used to assist the frame page 22 in gripping the block 42, the extends along sides 22. When the fibers forming each strip 50 extend outside of block 42, they are independently flexible and become gradually contracted into a circular bundle, which in this arrangement be held by an iron fitting 52. The ends of each circular bundle of fibers are glued to the detection surface of a photo amplifier 54, which the light signals converted into electrical signals for transmission to a preamplifier 56 (Figure 7). The optical fiber connection between the detector array 14 and each photo amplifier 54 is flexible enough to allow a plate 60 to rotate 180 degrees.
Der Kollimator 12, der Detektor 14, die Faserbänder 50, die Fotoverstärker 54 und die Vorverstärker 56 sind sämtich im Gehäuse 16 angebracht. Das Gehäuse 16 umfaßt die kreisförmige Befestigungsplatte 60 aus Stahl, Stahlrohre 62, einen Plattenantrieb 64 und Abstützarme 66. Der Rahmen 18 ist in ein quadratisches, in der Befestigungsplatte 60 zentral angeordnetes Loch eingepaßt, wobei Klemmeinrichtungen 68 den Rahmen 18 in der Platte 60 an Ort und Stelle halten. Die Platte 60 ist in die vordere Öffnung des Rohrs 62 eingepaßt und it drehbar mit Bezug auf das Rohr 62, wobei eine herkömmliche Lageranorflnung (nicht gezeigt) die Drehung ermöglicht. Der Plattenantrieb 64, welcher einen reversiblen elektrischen Schaltmotor und Taktgeber umfaßt, dreht die Platte 60, deren äußerer Rand gezahnt ist zur Erzeugung eines (nicht gezeigten) Zahnradgetriebes mit dem Antrieb 64. Der Rahmen 18, der Kollimator 12 und das Detektorfeld 14 drehen sich sämtlich mit der Platte 60, welche durch den Antrieb diskontinuierlich angetrieben wird.The collimator 12, the detector 14, the slivers 50, the photo amplifiers 54 and the preamplifiers 56 are all mounted in the housing 16. The housing 16 the circular steel mounting plate 60 comprises steel tubing 62, a plate drive 64 and support arms 66. The frame 18 is in a square, in the mounting plate 60 centrally located hole fitted with clamps 68 holding the frame 18 hold in place in plate 60. The plate 60 is in the front opening of the tube 62 and it is rotatable with respect to the tube 62, a conventional one Bearing arrangement (not shown) allows rotation. The disk drive 64, which comprises a reversible electric switch motor and clock, the disk rotates 60, the outer edge of which is toothed to produce a (not shown) Gear drive with the drive 64. The frame 18, the collimator 12 and the detector field 14 all rotate with the plate 60, which is discontinuous by the drive is driven.
Das Rohr 62 ist seinerseits schwenkbar an den Abstützarmen 66 angebracht derart, daß das Rohr 62 gegen eine besondere radioaktive Quelle geneigt werden kann. Eine Verriegelungsknopf 44 ist eingestellt zum Halten des Rohrs 62 in der gewählten Position.The tube 62 is in turn pivotably attached to the support arms 66 such that the tube 62 can be tilted towards a particular radioactive source. A lock button 44 is set to hold the tube 62 in the selected position Position.
Die Abstützarme 66 sind an einer (nicht gezeigten) Basis angebracht, welche auf geeignete Weise Rollen aufweist, sodaß die Kamera 1o als Ganzes in verschiedene Positionen verfahrbar ist.The support arms 66 are attached to a base (not shown), which has roles in a suitable manner, so that the camera 1o as a whole in different Positions can be moved.
Figur 7 zeigt in einem Blockdiagramm herkömmliche Schalt einrichtungen zur Verarbeitung der elektrischen Signale von den Fotoverstärkern 54. Die Signale von den Fotoverstärkern 54 haben die Form von elektrischen Impulsen, wobei jeder Impuls der Absorption eines Gammastrahls durch die entsprechende szintillierende Platte 38 entspricht. Diese elektrischen Impulse werden an die Vorverstärker 56 durch fünfzig Leitungen 70 von den fünfzig Fotoverstärkern 54 gegeben.Die Vorverstärker 56 sind im hinteren Abschnitt des Rohrs 62 angeordnet, unmittelbar vor einer (nicht gezeigten) kreisförmigen Rückenplatte aus Stahl, welche die hintere Öffnung des Rohrs 62 bedeckt. Eine Bohrung durch das Zentrum der Rohrrückenplatte ermöglicht, daß fünfzig Leitungen 72, welche durch eine flexible Hülle 74 hindurchgeführt sindvon den Vorverstärkern 56 aus dem Rohr 62 heraustreten können. Die Vorverstärker 56 verstärken sämtliche von den Fotoverstärkern 54 kommenden Impulse und sind im Rohr 62 angeordnet, damit sie gegen Störungen abgeschirmt sind. Der übrige Rest der Schalteinrichtungen gemäß Figur 7 ist auf geeignete Weise in der mobilen Basis eingekapselt. Die verstärkten Impulse wandern durch die Leitungen 72 zu fünfzig Impulsverstärkern 76, und zwar einem für jede Leitung, wo die Impulse weiter verstärkt werden. Die Impulse werden danach von den fünfzig Impulsverstärkern 76 zu fünfzig Impulshöhen-Diskriminatoren7B überführt, welche Impulse zurückweisen, die eine eine vorbestimmte Amplitude unterschreitende Amplitude aufweisen (wie beispielsweise Impulse, welchedlrch die Compton-Effekt-Photonen herbeigeführt werden), und wobei die Diskriminatoren 78 ermöglichen, daß der Rest der Impulse hindurchtritt.FIG. 7 shows conventional switching devices in a block diagram for processing the electrical signals from the photo amplifiers 54. The signals of the photo amplifiers 54 are in the form of electrical pulses, each Impulse of absorption of a gamma ray by the corresponding scintillating Plate 38 corresponds. These electrical pulses are sent to the preamplifier 56 given by fifty lines 70 from the fifty photo amplifiers 54. The preamplifiers 56 are arranged in the rear section of the tube 62, immediately in front of a (not shown) circular steel back plate that covers the rear opening of the Covered tube 62. Drilling through the center of the pipe back plate allows that fifty leads 72 which are passed through a flexible sheath 74 of the preamplifiers 56 can emerge from the tube 62. The preamplifiers 56 amplify all of the impulses coming from the photo amplifiers 54 and are in the pipe 62 arranged so that they are shielded from interference. The rest of the switchgear 7 is suitably encapsulated in the mobile base. The reinforced Pulses travel through lines 72 to fifty pulse amplifiers 76 one for each line, where the impulses are further amplified. The impulses then of the fifty pulse amplifiers 76 become fifty pulse height discriminators 7B transferred, which reject pulses that fall below a predetermined amplitude Have amplitude (such as pulses, which are the Compton effect photons be brought about), and the discriminators 78 enable the remainder the impulses pass through.
Schließlich werden die Impulse in einem Impulsspeicher 80 gezählt und ihre Anzahl in diesem aufgenommen. Der Impulsspeicher ist ein 50 mal So -Register und ist synchron mit dem Plattenantrieb 64 gekoppelt, sodaß die von den fünfzig Impulshöhen-Diskriminatoren 78 kommenden Impulse für jede getrennte Winkelstellung des Kollimators 12 und des Detektors 14 gezählt werden.Finally, the pulses are counted in a pulse memory 80 and their number is included in this. The pulse memory is a 50 times So register and is synchronously coupled with the disk drive 64 so that those of the fifty Pulse height discriminators 78 incoming pulses for each separate angular position of the collimator 12 and the detector 14 are counted.
Diese durch die Impulsanzahlen gebildeten Daten werden im Speicher 80 gespeichert, und nach Beendigung sämtlicher Zählungen werden die Datenkurch bekannte Computertechniken nachfölgend auf eine im größeren Detail weiter unten zu erläuternde Form reduziert, welche die zweidimensionale Anordnung der Strahlungsquellen identifiziert, die auf den Kollimator 12 und den Detektor 14 auftreffen.These data formed by the number of pulses are stored in the memory 80 and upon completion of all counts the data will become known Computer techniques follow on from one to be explained in greater detail below Reduced shape, which identifies the two-dimensional arrangement of the radiation sources, which impinge on the collimator 12 and the detector 14.
Während des Betriebs wird die Kamera 10 derart angeordnet, daß die Vorderseite des Kollimators 12 so lange wie möglich an der Strahlungsquelle ist. Die Quelle ihrerseits besteht aus Technetium 99, einem Radioisotop, welches Gammastrahlung mit einer charakteristischen Energie von 140 Kev aussendet, oder die Quelle besteht aus einigen anderen Radioisotopen, welche für klinische oder andere nützliche Dienste geeignet sind. Wenn die Quelle sich innerhalb eines Patienten befindet, wird der Kollimator 12 vorzugsweise in Kontakt mit dem Patienten in der Nähe der Quelle gebracht. Die Quelle ihrerseits kann zum Zweck der Analyse der Daten als ein dreidimensionales Feld von punktförmigen Quellen angesehen sein, welche zufallsverteilt Gammaphotonen aussenden. Die Kamera 10 nimmt tatsächlich ein Bild des zweidimensionalen Feldes auf, welches aus der orthogonalen Projektion dieses dreidimensionalen Quellenfeldes auf den Detektor 14 resultiert.During operation, the camera 10 is arranged such that the The front of the collimator 12 is at the radiation source as long as possible. The source itself consists of technetium 99, a radioisotope that emits gamma rays emits with a characteristic energy of 140 Kev, or the source exists from some other radioisotopes which are useful for clinical or other services are suitable. If the source is inside a patient, the Collimator 12 is preferably placed in contact with the patient in proximity to the source. The source, in turn, can serve the purpose analyzing the data as a three-dimensional array of point sources which are randomly distributed Emit gamma photons. The camera 10 actually takes a picture of the two-dimensional Field, which is from the orthogonal projection of this three-dimensional source field on the detector 14 results.
Die Kollimatorplatten 20 und Kollimatorspalte 36 werden anfänglich vertikal ausgerichtet, und die Achse des Rohrs 62 wird danach direkt auf das Quellenvolumen (gewöhnlich an den Teil des Patientenkörpers, zu welchem das Isotop gewandert ist) gerichtet.The collimator plates 20 and collimator slits 36 are initially oriented vertically, and the axis of tube 62 is then directed directly to the source volume (usually to the part of the patient's body to which the isotope migrated) directed.
Der Verriegelungsknopf 44 erhält die Rohrorientierung aufrecht.The locking button 44 maintains the pipe orientation.
Die Fotoverstärker 54 werden erregt und sind bereit, auf Lichtsignale vom Detektor 14 anzusprechen, und die SignalveraDeitungsschaltung gemäß Figur 7 wird erregt. Der Kollimator 12 bleibt in der vertikalen Stellung für eine Zeitdauer in der Größenordnung von 10 sec, während welcher Gammaphotonen von der Quelle zum Kollimator 12 wandern und in die am günstigsten angeordneten Spalte 36 eintreten. Der Plattguntrieb 64 dreht dann den Kollimator 12 um 3,60, gefolgt von einer Pause von 1o sec, gefolgt von einem anderen 3,6°-Schritt, usw. bis fünfzig derartige Schritte von 3,60, was insgesamt 180° ergibt, gemacht wurden.The photo amplifiers 54 are energized and ready to respond to light signals to be addressed by the detector 14, and the signal processing circuit according to FIG. 7 gets excited. The collimator 12 remains in the vertical position for a period of time on the order of 10 sec, during which gamma photons from the source to the Wander collimator 12 and enter the most conveniently located column 36. The platform drive 64 then rotates the collimator 12 by 3.60, followed by a pause from 10 seconds followed by another 3.6 ° step, and so on to fifty such steps of 3.60, which gives a total of 180 °.
Die Anzahl von Drehschritten für jede 18o0-Drehung (hier fünfzig) wird derart gewählt, daß sie der Anzahl der Spalte 36 im Kollimator 12 entspricht. Während jedes 1o-Sekunden-Intervalls absorbieren die Wolframplatten 20 jegliches Auftreffen von Zonen auf die Platten. Die Photonen, welche von einer besonderen Punktquelle durch einen besonderen Spalt hindurchtreten, dessen Raumwinkel die Fläche der Auftreffstirnfläche einer szintillierenden-Platte 38 einschließt, treten in diese szintillierende Platte ein, und das meiste wird darin absorbiert, wodurch sichtbare Photonen in der Platte erregt werden. Diese sichtbaren Photonen werden durch die Platte 38 hindurch-gesetzt und illuminieren die optischen Fasern in dem Band 50, welches an diese besondere Szintillationsplatte angefügt ist. Sämtliche Flächen der Szintillationsplatte 38 außer der an das Band 50 angeklebten sind mit einer Substanz beschichtet, welche sichtbares Licht reflektiert, sodaß sämtliche innerhalb der Platte 38 erregten sichtbaren Lichtimpulse gegebenenfalls in Richtung auf die hintere Stirnfläche der Platte 38 und das Band 50 befördert werden, wenn auch mit einerhöheren Dämpfung von Impulsen, welche vor Erreichen des Bandes 50 einer oder mehreren Reflektionen unterworfen werden. Die Dämpfung der sichtbaren Lichtsignale findet auch innerhalb des Bandes 50 statt, und etwa 1 % der in der Platte 38 erzeugten sichtbaren Lichtphotonen erreicht die Fotoverstärker 54. Jedoch reichen die die Fotcverstärker erreichenden Signale aus zum Schaffen einer Basis für ein akurates Bestimmen der Anordnung der Strahlungsquellen.The number of turns for each 18o0 turn (here fifty) is chosen such that it corresponds to the number of gaps 36 in the collimator 12. During every 10 second interval, the tungsten plates 20 absorb anything Impact of zones on the plates. The photons that come from a particular Point source pass through a special gap, the solid angle of which the surface the impact face of a scintillating plate 38 includes step in this scintillating plate, and most of it is absorbed in it, thereby visible photons are excited in the plate. These are visible photons through the plate 38 and illuminate the optical fibers in the Volume 50, which attached to this particular scintillation plate is. All surfaces of the scintillation plate 38 except that which is adhered to the tape 50 are coated with a substance that reflects visible light so that any visible light pulses excited within plate 38, if any in the direction of the rear face of the plate 38 and the belt 50 , albeit with a higher attenuation of impulses which occur before the Tape 50 are subjected to one or more reflections. The attenuation of the visible light signals also takes place within the band 50, and about 1% of the visible light photons generated in the plate 38 reaches the photo amplifiers 54. However, the signals reaching the photo amplifiers are sufficient to create a basis for an accurate determination of the arrangement of the radiation sources.
Die szintillierende PlatX 38 gibt eine Ausgangsgröße ab, welche die Energie der auftreffenden Gammaphotonen anzeigt, somit können Photonen mit einer gegenüber den primären Gammaphotonen niedrigeren Energie, welche aus der Compton-Streuung erwachsm und an Stellen entfernt von den Primärstrahlungsquellen entstehen, in dem Impulshöhen-Diskriminator zurückgewiesen werden. Während des 10-Sekunden-Intervalls, bevor der Kollimator 12 seinen ersten 3,60-Schritt durchführt, und während jedes der nachfolgenden neunundvierzig lo-Sekunden-lntervalle zwischen den nachfolgenden 3,60-Schritten sammelt jede Szintillationsplatte 38 Gammaphotonen von sämtlichen radioaktiven punktförmigen Quellen, welche in den plattenförmigen Räumen liegen, die durch Projezieren des Paars von Wolframplatten 20 erzeugt werden, welche die Platte 38 gegen die Quellen abgrenzen. Während dieses Irtervalla sammelt gleichzeitig jede Platte 38 sämtliche Stri lung, welche von jeder punktförmigen Quelle innerhalb des Raumwinkels ausgesandt wird, der die Fläche der vorderen Stirnfläche der Platte 38 mit Bezug auf diese Punktquelle einschließt. Die Ausgangsgröße åeder Szintillationsplatte in jeder Drehstellung ist somit eine Anzahl von sichtbaren Lichtimpulsen, welche einer Anzahl von Photonenabsorptionen innerhalb der Platte entspricht, wobei die Photonen von vèrschiedz en punktförmigen Quellen kommen.The scintillating PlatX 38 emits an output variable which the Energy of the impinging gamma photons, thus photons can with a lower energy than the primary gamma photons resulting from Compton scattering adult and in places remote from the primary radiation sources arise in which Pulse height discriminator will be rejected. During the 10 second interval, before the collimator 12 takes its first 3.60 step, and during each the subsequent forty-nine lo-second intervals between the subsequent ones 3.60 steps, each scintillation plate collects 38 gamma photons from all radioactive point sources, which are located in the plate-shaped spaces, generated by projecting the pair of tungsten plates 20 which form the Delimit plate 38 against the sources. During this Irtervalla collects at the same time each plate 38 has all the stri development obtained from each point source within of the solid angle is sent, which is the area of the front face of the plate 38 with respect to this point source. The output size åeder Scintillation plate in each rotational position is thus a number of visible Pulses of light, which are a number of photon absorptions within the plate where the photons come from different point sources.
Das Verfahren zur Verarbeitung der in dem Speicher 8o gespeicherten Daten zur Erzeugung eines Bildes der Verteilung der Radioisotopen Quelle gründet sich vorläufig auf der Annahme, daß die abzubildende Verteilung in der Ebene senkrecht zu der ersten Richtung als ein zweidimensionales Feld von fünfzig mal fünfzig Quellenelementen erscheint. Daraus ergibt sich das Problem der Erzeugung eines Bildes mit fünzig mal fünfzig Auflösungselementen, das heißt das Lösen von fünfzig mal fünfzig das heißt also 2500 Unbekannten. Das Isotop ist überall dort angeordnet, wo der Wert des Quellgelements nicht Null ist, und ist nicht vorhanden, wenn der Wert des Quellenelements Null ist.The method of processing those stored in memory 8o Data to generate an image of the distribution of the radioisotope source is based provisionally on the assumption that the distribution to be mapped in the plane is perpendicular to the first direction as a two-dimensional array of fifty by fifty source elements appears. This poses the problem of creating an image at fifty times fifty elements of resolution, that is, solving fifty times fifty that means 2500 unknowns. The isotope is placed wherever the value of the source element is non-null, and does not exist if the value of the source element Is zero.
Grundsätzlich ist es, wenn fünfzig mal fünfzig Unbekannte vorliegen, immer möglich, diese Unbekannten zu lösen mit einem System von fünfzig mal fünfzig gleicheitigen linearen Gleichungen, Die Schritte des Aufstellens der Gleichungen in Matrixform und Lösens durch die Verfahren der Matrixalgebra bilden eine wohlbekannte direkt Näherung beim Finden dieser Unbekannten.Basically, when there are fifty by fifty unknowns, always possible to solve these unknowns with a system of fifty by fifty equilateral linear equations, The steps of setting up the equations in matrix form and solving by the methods of matrix algebra form a well-known one direct approximation when finding these unknowns.
Der Speicher 80 stellt die Daten zur Verfügung, von welchen fünfzig (Spalte) mal fünfzig (Winkel) das heißt also 2500 Gleichungen aufgestellt werden können. Mittels eines Computers durchgeführte mathematische Verfahren sind derzeit in der Lage, daß sie eine beschleunigte Lösung dieser Anzahl von gleichzeitigen Gleichungen durchführen können. Die nachstehenden Veröffentlichungen, welche hierdurch zum Gegenstand der Offenbarung der vorliegenden Anmeldung gemacht werden, enthalten Verfahren für derartige beschleunigte Lösungen: Ramachandran and Lakshminarayanan, "ihren Dimensional Reconstruction From Radiographs and Electron Micrographs: Applications of Convolutions Instead of Fourier Transforms," Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, 1968, pp. 2236-2240; Gordon and Herman, "ihren Dimensional Reconstruction from Projections: A Review of Algorithms,t1 International Review of Cytology, Vol.The memory 80 provides the data, of which fifty (Column) times fifty (angle) that means 2500 equations are set up can. Mathematical methods performed by means of a computer are presently present able to have an expedited resolution of this number of simultaneous Be able to perform equations. The following publications, which hereby are made the subject of the disclosure of the present application Procedures for such accelerated solutions: Ramachandran and Lakshminarayanan, "their Dimensional Reconstruction From Radiographs and electron Micrographs: Applications of Convolutions Instead of Fourier Transforms, "Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States, 1968, pp. 2236-2240; Gordon and Herman, "their Dimensional Reconstruction from Projections: A Review of Algorithms, t1 International Review of Cytology, Vol.
38 (1974); DeRosier and Klug, "Reconstruction of Three Dimensional Structures from Electron Micrographs," 217 Nature 130 (1968); and M.M. Woolfson, An Introduction to X Ray Crystallography, Chapter 4, "ourier Transforms" (Cambridge Univ. Press 1970).38 (1974); DeRosier and Klug, "Reconstruction of Three Dimensional Structures from Electron Micrographs, "217 Nature 130 (1968); and M.M. Woolfson, An Introduction to X Ray Crystallography, Chapter 4, "Ourier Transforms" (Cambridge Univ. Press 1970).
Es ist klar, daß die von den Randbereichen der Quellenfläche ausgesandte Strahlung in die Kamera mit etwas geringerer Wahrscheinlichkeit einer Aufnahme durch das Detektorfeld eintritt, als dies bei der Strahlung der Fall ist, welche von Bereichen nahe der Drehachse des Kollimators ausgesandt wird. Aus diesem Grunde ist es notwendig, das Datenverarbeitungsverfahren derart zu "beschweren", daß diese Vorspannung kompensiert wird. In den zitierten Veröffentlichungen ist gezeigt, wie diese Kompensation erreicht werden kann.It is clear that the emitted from the edge areas of the source surface Radiation into the camera with a slightly lower likelihood of exposure the detector field enters than is the case with radiation, which of areas is emitted near the axis of rotation of the collimator. For this reason it is necessary to "weigh down" the data processing method in such a way that this bias compensates will. In the cited publications it is shown how this compensation is achieved can be.
Da das sich ergebende Bild, welches durch diese Computerverfahren erzeugt wird, ein zweidimensionales Bild ist, obwohl das Radioisotop selbst tatsächlich den dreidimensionalen Raum einnimmt, wird die auf dem Gebiet der Strahlungstherapie wohlbekannte weitere Technik angewandt, nach welcher man zusätzliche Bilder von verschiedenen räumlichen Positionen des Kollimators aus nimmt und diese Bilder vereinigt zur Erzeugung eines dredimensionalen Bildes. In dem Fall, wenn das Radioisotop sich im Gehirn befindet, läge die einfachste Methode zur Durchführung dieser Technik darin, ein Bild aufzunehmen, bei welchem die Achse des Kollimators zwischen die Augen des Patienten gerichtet ist, sowie ein zweites Bild aufzunehmen, wobei die Kollimatorachse um 9o° verschwenkt ist, sodaß sie durch die Ohren des Patienten gerichtet ist.As the resulting image created by this computer method is a two-dimensional image, although the radioisotope itself is actually occupies three-dimensional space, becomes the field of radiation therapy well-known further technique applied, after which additional images of takes different spatial positions of the collimator and combines these images to generate a three-dimensional image. In the case when the radioisotope turns located in the brain would be the easiest way to perform this technique is to take an image with the axis of the collimator between the Eyes of the patient is directed, as well as take a second image, the Collimator axis is pivoted by 9o ° so that it passes through the patient's ears directed is.
Ein Vergleich der Kamera 10 mit einem herkömmlichen Kollimator-Detektor-System mit statischem Kanal zeigt, daß die Empfindlichkeit bei der Kamera 1o verbessert und somit die Belichtungszeit reduziert ist ohne jegliche Beeinträchtigung des Auflösungsvermögens.A comparison of the camera 10 with a conventional collimator-detector system with static channel shows that camera sensitivity improves 1o and thus the exposure time is reduced without any impairment of the resolution.
Ferner verbessert die Integration des Detektors 14 mit dem Kollimator 12 das gesamte räumliche Auflösungvermögen des Bildes in zweierlei Hinsicht. Zum einen, wenn der Detektor 14 und der Kollimator 12 als separat konstruierte Einrichtungen betrachtet werden ohne einen Versuch zur Registrierung zwischen einzelnen Spalten 36 und Detektorelementen 38, wie dies bei bestehenden Kanal-Kollimations-Einrichtungen normalerweise der Fall ist, dann wird das effektive Auflösungsvermögen des gesamten Systems allgemein angenommen als die Quadratwurzel der Summe der Quadrate der minimalen Auflösungsentfernungen der beiden Einrichtungen (des Kollimators und des Detektors) separat genommen.Furthermore, the integration of the detector 14 with the collimator improves 12 the total spatial resolution of the image in two respects. To the one when the detector 14 and the collimator 12 are constructed as separately constructed devices can be viewed without attempting to register between individual columns 36 and detector elements 38, as is the case with existing channel collimation devices usually the case, then the effective resolving power of the whole Systems commonly accepted as the square root of the sum of the squares of the minimum Resolution distances of the two devices (the collimator and the detector) taken separately.
Wenn das räumliche Auflösungsvermögen der zwei Einrichtungen ähnlich ist, führt daher die Integration des Detektors mit dem Kollimator ein Gesamtverbesserung des Auflösungsvermögens um einen Faktor von der Quadratwurzel aus zwei herbei. Zum zweiten, und noch wichtiger, eliminiert die Integration des Detektors 14 mit dem Kollimator 12 im wesentlichen den Verlust des Auflösungsvermögens, welcher durch Streuung der Strahlung entweder innerhalb des Kollimators oder innerhalb des Detektorfeldes selbst herbeigeführt wird.If the spatial resolution of the two bodies is similar therefore the integration of the detector with the collimator leads to an overall improvement of resolving power by a factor of the square root of two. To the second, and more importantly, eliminates the integration of the detector 14 with the Collimator 12 essentially eliminates the loss of resolving power caused by Scattering of the radiation either within the collimator or within the detector field is self-induced.
Die Figuren 8 bis 1o zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung, bei welcher derselbe Kollimator 12, jedoch ein unterschiedlioher Detektor 46 verwendet wird. Der Detektor 46 ist aus fünfzig Detektorelementen 88 zusammengesetzt, welche Streifen von Foto leitern 9o sind, von denen fünf durch Isolierabstandshalter 91 aus Polyäthylenterephtalat in Abstand gehalten werden, um jeden Streifen zu bilden. Jeder Kadmiumtellurit-Fotoleiter 9o ist ein rechtwinkliges Kristallscheibchen mit den Abmessungen 1o mm mal 5 mm mal o,75 mm, und jeder Streifen 88 von Scheibchen ist somit annähernd 50 mm lang. An den zwei größten Flächen jedes Fotoleiters 9o ist ein Paar von Elektroden 92 niedergeschlagen. Jede Elektrode 92 ihrerseits umfaßt eine dünne Schicht von Platin, welches direkt auf dem Kadmiumtelluritkörper niedergeschlagen ist, wodurch eine Elektroden-Kadmiumtellurit-Elektroden-Schichtbauweise gebildet ist. Die niedergeschlagenen Schichten 92 haben jeweils eine Dicke in der Größenordnung von 1 Mikron. Eine Masseverbindungseinrichtung 98 liegt fluchtend gegen eine Seite des Streifens 88 an und erstreckt sich parallel zum Streifen. Die Masseverbindungseinrichtung 98 ist ein Streifen aus Polyäthylenterephtalat, welches durch die Firma duPont unter der Bezeichnung Mylar hergestellt und verkauft wird, auf welchen eine dünne Aluminiumbeschichtung niedergeschlagen worden ist. Die Dicke dieses Mylar-Aluminium-Streifens beträgt annähernd fünfzig Mikron, wobei das Mylar den meisten Teil der Dicke einnimmt. Ein Aluminium-Mylar-Massefinger 100 erstreckt sich vom Streifen 98 herab in Richtung auf ein Ende dieses. Die Aluminiumfläche der Masseverbindungeinrichtung 98 ist an einer Seite des Streifens 88 angeordnet.Figures 8 to 10 show a second embodiment of the invention, which uses the same collimator 12 but a different detector 46 will. The detector 46 is composed of fifty detector elements 88, which strips of photo conductors are 9o, five of which by insulating spacers 91 made of polyethylene terephthalate are spaced to form each strip. Each cadmium tellurite photoconductor 9o is a right-angled crystal disc with measuring 10 mm by 5 mm by 0.75 mm, and each strip 88 of disks is thus approximately 50 mm long. On the two largest areas of each photoconductor 9o a pair of electrodes 92 is deposited. Each electrode 92 in turn comprises a thin layer of platinum deposited directly on the cadmium tellurite body is, thereby forming an electrode-cadmium tellurite-electrode layer structure is. The deposited layers 92 each have a thickness on the order of magnitude of 1 micron. A ground connection device 98 is aligned against one side of the strip 88 and extends parallel to the strip. The ground connection device 98 is a strip made of polyethylene terephthalate, which by the company duPont under called Mylar is manufactured and sold, on which a thin aluminum coating has been knocked down. The thickness of this Mylar aluminum strip is approximately fifty microns with the mylar taking up most of the thickness. A Aluminum mylar ground finger 100 extends downwardly from strip 98 in direction on an end to this. The aluminum surface of the ground connector 98 is on one side of the strip 88.
Das Mylar gibt der Aluminumverbindungseinrichtung Festigkeit, während es gleichzeitig als Isolator zwischen einer benachbarten Wolframplatte 20 und der Aluminiumverbindungseinrichtung dient.The Mylar gives strength to the aluminum connector while it at the same time as an insulator between an adjacent tungsten plate 20 and the Aluminum connecting device is used.
Eine ähnliche Verbindungseinrichtung 102 ist an der anderen weite des Streifens 88 angeordnet, jedoch wurde der Aluminiumüberzug durch vorheriges Entfernen von schmalen vertikalen Aluminiumbändern in fünf elektrisch isolierte Bereiche 104 aufgeteilt, welche den den Streifen 88 bildenden fünf Fotoleitern 9o entsprechen. Jeder der fünf Aluminiumbereiche 104 besitzt einen Aluminium-Mylar-Finger 106, welcher sich von dem Bereich abwärts erstreckt. Die gesamte Verbindungseinrichtungs-Elektroden-Fotoleiter-Elektroden-Verbindungseinrichtung-Schichtkonstruktion, welche sich ergibt, wenn alle diese Elemente zusammengebacht werden, wird zwischen jedem Paar von benachbarten Wolframplatten 20 des Kollimators 12 sowie auch zwischen einer Rahmenseite 22 und einer benachbarten Wolframplatte 20 angeordnet. Diese Schichtkonstruktion hat die Abmessungen von 50 mm mal 5 mm mal o,85 mm und tritt an die Stelle der Szintillationsplatte 38 im Spalt 36. Ein Streifen 88 von Foto leitern 9o nimmt den größten Teil der Dicke der Verbindungseinrichtungs-Elektroden-Fotoleiter-Schichtkonstruktion in jedem Spalt 36 ein, sodaß nur ein kleiner Bruchteil der auftreffen den Gammaphotonen im Spalt 36 verlorengeht durch Eintreten in die Verbindungseinrichtungen 98, 102 oder die Elektroden 92. Die Fotoleiterstreifen 88 und Leiter 98, und 102 sind durch eine gedruckte Schaltungsplatte 1o8 abgestützt. Die Schaltungsplatte 108 ist an geeigneten Stellen geschlitzt zur Aufnahme der Massefinger loo und der Finger 106.A similar connector 102 is at the other far of strip 88, but the aluminum coating was replaced by previous Removal of narrow vertical aluminum strips in five electrically isolated ones Areas 104 divided, which are the five forming the strip 88 Photoconductors correspond to 9o. Each of the five aluminum areas 104 has an aluminum mylar finger 106 extending downward from the area. The entire connector-electrode-photoconductor-electrode-connector-layer structure, which results when all these elements are brought together is between each pair of adjacent tungsten plates 20 of collimator 12 as well as between a frame side 22 and an adjacent tungsten plate 20 arranged. This layered construction has the dimensions of 50 mm by 5 mm by 0.85 mm and takes the place of the scintillation plate 38 in gap 36. A strip 88 of photo ladders 9o takes up most of the thickness the connector-electrode-photoconductor layer construction in each gap 36, so that only a small fraction of the gamma photons hit the gap 36 is lost by entering the connection devices 98, 102 or the Electrodes 92. The photoconductor strips 88 and conductors 98, and 102 are through a printed circuit board 1o8 supported. The circuit board 108 is at suitable Slotted locations to accommodate the ground finger loo and fingers 106.
Die Finger treten zur Unterseite der Schaltungsplatte los durch, wo ein gedruckter Masseleiter (nicht gezeigt) die Massefinger 100 für sämtliche Masseverbindungseinrichtungen des Detektorfeldes verbindet und wo separate gedruckte Leiter (nicht gezeigt) einzeln an jeden der Finger 106 angeschlossen sind. Die Fotoleiterstreifen 88 liegen längs ihren unteren Stirnflächen auf der Schaltungsplatte 108 auf. Die Wolframplatten 20 sind ebenfalls geerdet durch Anschluß an den Masseleiter der Schaltungsplatte 108(die Anschlüsse sind nicht gezeigt). Die Streifen 88 sind mit Hilfe von an den Streifenenden eingefügten Mylar-Abstandshaltern und die Aluminumbereiche der Verbindungseinrichtungen 98 und 102 sind durch Entfernung von Aluminiumbändern an den Enden ebenfalls von Abstandshaltern 34 aus Blei isoliert, welche wie zuvor zwischen die Platten 20 eingepaßt werden und zwei Grenzen für das Detektorfeld bilden. Die Schaltungsplatte 108 ist ihrerseits an den Rahmenseiten 22 durch (nicht gezeigte 7 Klammern befestigt.The fingers go through to the underside of the circuit board, where a printed ground conductor (not shown) the ground fingers 100 for all ground connection devices of the detector array connects and where separate printed conductors (not shown) individually are connected to each of the fingers 106. The photoconductor strips 88 are longitudinal their lower end faces on the circuit board 108. The tungsten plates 20 are also grounded by connection to the ground conductor of the circuit board 108 (the connections are not shown). The strips 88 are with the help of to the Mylar spacers inserted into the strip ends and the aluminum areas of the connectors 98 and 102 have been removed from the end up also insulated by spacers 34 made of lead, which as before between the Plates 20 are fitted and form two boundaries for the detector field. The circuit board 108 is in turn fastened to the frame sides 22 by means of 7 brackets (not shown).
Eine Spannungsquelle 110 (50 Volt) (Figur 9) ist durchverbunden mit der Schaltungsplatte 108 und den Verbindungseinrichtungen 93 und 102, sodaß ihre Spannung durch jedes Paar von Elektroden 92 über jeden Fotoleiter 9o(es gibt fünf mal fiinfzig das heißt also 250 Fotoleiter 9o) aufgeprägt wird. Das Ausgangssignal von jedem Fotoleiter 9o wird durch die Verbindungseinrichtungen 98 und 102 hinaus-getragen zu gedruckten Leitern in der Schaltungsplatte 108 undvon dort durch flexible Leiter 112 zu einem Vorverstärker 56a. Es gibt 25o Vorverstärker insgesamt, und zwar einen für jeden Fotoleiter 9o. Die Ausgangssignale von fünf Vorverstärkern 56a, welche jeweils den fünf Fotoleitern 9o in einem Streifen 83 entsprechen, werden kombiniert und in einen Impulsverstärker 76 eingeführt. Wie bei der Ausführungsform, welche ein Detektorfeld 14 und Fotoverstärker 54 verwendet, gibt es fünfzig Impulsverstärker 76, fünfzig Impulshöhendiskriminatoren 78 und einen Impulsspeicher 80. Jeder Vorverstärker 56a ist ein Betriebs-Verstärker mit einem Feldeffekttransistor-Eingang, einem einfach-offenen Verstärkungsgrad von 105 und einer Eingangsstromempfindlichkeit von 10 11 Ampere.A voltage source 110 (50 volts) (Figure 9) is connected through to the circuit board 108 and the connectors 93 and 102 so that their Voltage through each pair of electrodes 92 across each photoconductor 9o (there are five times fifty that means 250 photoconductors 9o) is impressed. The output signal from each photoconductor 9o is carried out through the connectors 98 and 102 to printed conductors in circuit board 108 and from there through flexible conductors 112 to a preamplifier 56a. There are 25o preamps in total, and one at that for each photoconductor 9o. The output signals from five preamplifiers 56a, which each corresponding to the five photoconductors 9o in a strip 83 are combined and introduced into a pulse amplifier 76. As with the embodiment which Using a detector array 14 and photo amplifiers 54, there are fifty pulse amplifiers 76, fifty pulse height discriminators 78 and a pulse memory 80. Each preamplifier 56a is an operational amplifier with a single-open field effect transistor input Gain of 105 and an input current sensitivity of 10 11 amps.
Wenn ein auftreffendes Gammaphoton eine Ladung von 1o14Coulomb im Fotoleiterkristall erzeugt und bei Sammlung der gesammten Ladung an dem Paar von Ea$troden 92 in einer Mikro sekunde be-1o -trägt die Stromabgabe » - = 1o 8 Ampere, welche im Vorverstärker 65 erkannt und1?erstärkt werden kann. Da die Mylar-Isolierung an den Verbindungseinrichtungen 98 und 102 derart dünn gehalten wird, daß der Inhalt der der Strahlung ausgesetzten Oberfläche des Fotoleiters 9o maximiert werden kann, wird eine große Kapazität, (in Relation zur Kapazität quer über den Fotoleiter 9o) über dem Mylar zwischen jeder Wolframplatte und dem Aluminiumüberzug der Vetindungseinrichtungen 98 und 1o2 erzeugt. Diese Kapazität könnte gewöhnlich den Spannungsausschlag eines jeden von den Elektroden 92 kommenden Signals unterhalb von Grenzen reduzieren, welche durch den Vorverstärker 56 aufspürbar sind, jedoch das Segmentieren der Detektorstreifen 88 in fünf separate Fotoleiter 9o ergibt eine Gesamtkapazität für jeden Fotoleiter 9o, die ein Fünftel so groß ist wie die Gesamtkapazität des Streifens 88, was einen akzeptablen Wert darstellt, soweit man das Wiederauffinden von Signalen vom Fotoleiter 9o betrachtet. Im Hinblick auf dæ Empfindlichkeit ist bei einem Vorverstärker 56a, welcher fähig ist hereinkommende Signale herab bis zu 1 -11 Ampere aufzuspüren, eine genaue Messung der Größe des erwarteten Signals in der Größenordnung von 10 8 Ampere möglich. Somit ist es möglich, die Compton-Photonen niedrigerer Energie stromab in den Impulshöhen-Diskriminatoren 78 auszusieben. Die Gesamt-Hintergrundstörung ist annähernd äquivalent einem 1o-Kev-Signal, sodaß eine Unterscheidung zwischen echten Quellenphotonen und einer Störung möglich ist, wenn man Strahlungsquellen von mehr als etwa 20 Kev verwendet.If an impinging gamma photon has a charge of 1o14Coulomb im Photoconductor crystal generated and when the entire charge is collected on the pair of Ea $ trode 92 in one microsecond increases the current output »- = 1o 8 amperes, which can be recognized and strengthened in the preamplifier 65? Because the mylar insulation at the connection devices 98 and 102 in such a way kept thin becomes that the content of the exposed surface of the photoconductor 9o can be maximized, a large capacity becomes, (in relation to the capacity across over the photoconductor 9o) over the mylar between each tungsten plate and the aluminum overlay the connection devices 98 and 102 generated. This capacity could ordinarily the voltage swing of each signal coming from electrodes 92 is below of limits detectable by preamplifier 56, however segmenting the detector strips 88 into five separate photoconductors 9o results in one Total capacity for each photoconductor 9o which is one fifth of the total capacity of strip 88, which is acceptable as far as retrieval is concerned viewed from signals from photoconductor 9o. In terms of dæ sensitivity is at a preamplifier 56a which is capable of inputting signals down to to track down 1 -11 amps, an accurate measure of the size of the expected signal on the order of 10 8 amperes possible. Thus it is possible to use the Compton photons lower energy downstream in the pulse height discriminators 78. the Total background interference is roughly equivalent to a 1o Kev signal, so a Distinction between real source photons and a disturbance is possible, if sources of radiation greater than about 20 kev are used.
Der dünne Streifen aufb au der Foto leiter 9o bei Anordnung der Elektroden 92 parallel zu den Kollimatorplatten 20 bietet, obwohl er ein Kapazitätsproblem wie soeben beschrieben mit sich bringt, gleichzeitig die Vorteile eines kurzen Zwischenelektrodenabstandes und eine langen Photonenabsorptionsstrecke. Durch Anwendung eines relativ kurzen Abstandes zwischen gegenüberliegenden Elektroden 92 (etwa o,75 mm) wird die Stromträger (Elektron oder Defektelektron)-Sammelleistung der Elektroden verbessert mit resultierender Verbesserung im Erzielen einer Gleichförmigkeit des Ansprechens auf Photonenerregungen, und die Trägersammelzeit wird verringert mit sich ergebender Verbesserung im zeitlichen Auflösungsvermögen. Durch Verwenden eines relativ tiefen Fotoleiterkristalls (5 mm) werden die meisten eintreffenden Photonen einer 140 Kev oder weniger starken Isotopen-Quelle durch das Kristall absorbiert, wodurch eine bessere Kameraempfindlichkeit geschaffen wird. Im allgmeinen sind bei Verwendung von Fotoleitern die SignalverGuste weit niedriger als bei Szintillatlonsplatten und optischen Fasern, und das Energieaufsösungsvermögen ist stark verbessert. Da mehr von dem Signal tatsächlich den Vorverstärker 56a erreicht, ergibt sich ein genaueres Abbilden.The thin strip builds up on the photo conductor 9o when the electrodes are arranged 92 parallel to the collimator plates 20, although it presents a capacity problem As just described, it also has the advantages of a short interelectrode distance and a long photon absorption distance. Using a relatively short one Distance between opposing electrodes 92 (about 0.75 mm) is the current carrier (Electron or defective electron) collection performance of the electrodes improved with resulting improvement in achieving uniformity of response Photon excitations, and the carrier collection time is reduced with resultant Improvement in temporal resolution. By using a relatively deep one Photoconductor crystal (5 mm) will be most of the incoming photons of a 140 Kev or less strong isotope source absorbed by the crystal, creating a better camera sensitivity is created. In general, when using The signal losses from photoconductors are far lower than from scintillation plates and optical fibers, and the energy resolving power is greatly improved. There more of the signal actually reaches preamplifier 56a results in a more accurate mapping.
Die Verfahren zur Verarbeitung der im Speicher 80 empfangenen Daten entsprechen dem weiter oben beschriebenen, und die Verbesserung in der Empfindlichkeit einer dem Kanalkollimator ist ebenfalls wie weiter oben beschrieben.The methods of processing the data received in memory 80 correspond to that described above, and the improvement in sensitivity one of the channel collimators is also as described above.
Hinsichtlich Abwandlungen im Verfahren und in der Vorrichtung kann der Kollimator 12 kontinuierlich anstelle von diskontinuierlich gedreht werden, oder er kann sogar betätigt werden, indem seine Achse längs einer anderen gekrümmten oder anderen Gestalt bewegt wird oder ohne eine Drehung. Die Symmetrie um die Achse wird bevorzugt, ist jedoch nicht wesentlich. Geeignete Abwandlungen in den Datenreduktionsverfahren sind dann natürlich erforderlich. Wenn härtere Strahlungsquellen als Technetium 99 verwendet werden, ist es nötig, daß die Szintillationsplatten 7)5 und die Fotoleiter 9o von der Oberseite zum Boden tiefer sind(das heißt eine längere Photonenabsorptionsstrecke haben).With regard to modifications in the method and in the device the collimator 12 can be rotated continuously instead of intermittently, or it can even be operated by having its axis curved along another or other shape is moved or without rotation. The symmetry around the axis is preferred but is not essential. Appropriate modifications in the data reduction process are then of course required. When harder radiation sources than technetium 99 are used, it is necessary that the scintillation plates 7) 5 and the photoconductor 9o are deeper from the top to the bottom (i.e. a longer photon absorption distance to have).
Wenn beispielsweise die Quelle in der Größenordnung von Mev' E ist,kann es nötig sein, daß der Fotoleiter 9o eine Tiefe von 40 oder 50 mm anstelle von nur 5 mm hat. Wenn ein größeres Auflösungvermögen gewiinscht ist, kann die Anzahl von Spalten im Kollimator 12 entsprechend vergrößert werden auf wenigstens eine Gesamtzahl von 250 Spalten; der Zusammenbau eines derartigen Kollimators würde verständlicherweise etwas komplizierter sein als im Fall des Fünzig-Spalt-Kollimators. Anstelle von Wolfram kann für die Platten 20 Tantal verwendet werden. Anstelle von Polyvinyltoluen kann für die Szintillationsplatten 38 Polystyren verwendet werden. Schließlich kanbei dem Fotoleiterdetektor 46 anstelle von Aluminium fi1r die Verbindungseinrichtungen 98 und 102 Kupfer verwendet werden, die Elektroden 92 können dicker gemacht werden für eine bessere Ansprechgleichförmigkeit (wenn auch möglicherweise bei Preisgabe von effektiver Fotoleiterfläche), die Elektroden 92 können eine dünne Schicht eines Leiters aufweisen, wie beispielsweise Indium, das auf das Platin niedergeschlagen ist zur Verbesserung des Kontakts zwischen dem Platin und dem metallischen Überzug der Verbindungseinrichtungen 98 und 102, und die Fotoleiterstreifen 88 können durchlaufend anstatt in Segmenten ausgebildet sein, wenn die erregten Signale stark genug sind, um das Kapazitätsproblem zu bewältigen. Zusätzlich könnte anstelle des Fotoleiterdetektórs 46 ein Detektor verwendet werden, welcher eine durchlaufende planare Platte aus Fotoleitermaterial umfaßt, welche Elektroden besitzt, die in Streifen ausgebildet und oben und unten niedergeschlagen sind gegenüber anderen Seiten, wie beim Detektor 46. Die Herstellung ist leichter gemacht, jedoch hat ein derartiger Detektor nicht den kombinierten Vorteil einer hohen Phtonensammelleistung sowie einer verbesserten Ladungsträger-Sammelieistung des Detektors 46.For example, if the source is on the order of Mev'E, then can it may be necessary for the photoconductor 9o to have a depth of 40 or 50 mm instead of just 5 mm. If greater resolution is desired, the number of Columns in the collimator 12 are correspondingly enlarged to at least one Total number of 250 columns; the assembly of such a collimator would be understandable be slightly more complicated than in the case of the fifty-slit collimator. Instead of Tungsten can be used for the 20 tantalum plates. Instead of polyvinyl toluene can be used for the scintillation plates 38 polystyrene. Finally kanbei the photoconductor detector 46 instead of aluminum for the connecting devices 98 and 102 copper can be used, electrodes 92 can be made thicker for better response uniformity (albeit possibly with disclosure of effective photoconductor area), the electrodes 92 can be a thin layer of a Have conductor, such as indium, deposited on the platinum is to improve the contact between the platinum and the metallic coating of the connectors 98 and 102, and the photoconductor strips 88 can be continuous instead of being formed in segments if the excited signals are strong enough, to deal with the capacity problem. In addition, instead of the photoconductor detector 46 a detector can be used, which consists of a continuous planar plate Photoconductor material comprises having electrodes formed in strips and deposited up and down opposite other sides, as in the case of the detector 46. Manufacture is made easier, but such a detector does not the combined advantage of a high phton collection rate and an improved one Charge carrier collection performance of detector 46.
Andere Ausführungsformen der Erfindung können vom Fachmann leicht angegeben werden.Other embodiments of the invention will be readily apparent to those skilled in the art can be specified.
ärend vorstehend zum Zwecke der Vereinfachung eine 50 mm mal 5o mm -Vorrichtung dargestellt und beschrieben wurdeQist die am mensten bevorzugte Ausführungsform der Erfinder eine 250 mm mal 25o mm -Vorrichtung, bei welcher jeder Spalt dieselbe Breite wie bei der dargestellten und beschriebenen Ausfiihrungsform hat, jedoch fünf mal so lang ist, und wobei 250 Spalte gegenüber fünfzig vorgesehen sind. Der am meisten bevorzugte Detektor ist die erwähnte Halbleitereinrichtung. Nach schrittweisem Voranschreiten einer ?oO kehrt die Kamera vorzugsweise über einen Rücklauf in ihre Anfangs stellung zurück. Bei bevorzugten Ausführungsformen beträgt die Spaltlänge wenigstens zehnmal soviel wie die Spaltbreite; in den am meisten bevorzugten Ausfuhrungsformen der Erfinder ist sie wenigstens fiinfzig mal so groß wie die Spaltbreite.In the above, for the sake of simplicity, a 50 mm by 50 mm The device illustrated and described is the most preferred embodiment the inventor a 250 mm times 25o mm device in which each Gap the same width as in the illustrated and described embodiment has, but is five times as long, and where 250 columns are provided versus fifty are. The most preferred detector is the aforementioned semiconductor device. After progressing an? OO step by step, the camera preferably returns over a Return to its starting position. In preferred embodiments, the gap length at least ten times as much as the gap width; in the most preferred embodiments of the inventors, it is at least fifty times as large like the gap width.
Während man wie die meisten Personen, denen diese ErSiShng anlänglich gezeigt wurde, denken könnte,daß der vergrößerte, in jeder Stellung verfügbare Fluß bei Spalten anstelle von Bohrungen ein Vorteil wäre, welcher durch dievergrößerte Anzahl erforderlichen Stellungen neutralisiert wird, erwies sich dies überraschenderweise als nicht richtig dank den verbesserten Signal/Störungs-Verhältnissen, welche eine größere Geschwindigkeit sowie auch ein vergrößertes Auflösungsvermögen ermöglichen.While like most of the people to whom this erSiShng is due could think that the increased flow available in every position in the case of gaps instead of holes would be an advantage, which by the enlarged Number of required positions is neutralized, this turned out to be surprising as incorrect thanks to the improved signal / interference ratios, which one enable greater speed as well as increased resolution.
Claims (24)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19782819186 DE2819186A1 (en) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | Determination of direction of radiation source - uses collimator with number of optical slits combined with photoconducting detectors |
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DE19782819186 DE2819186A1 (en) | 1978-05-02 | 1978-05-02 | Determination of direction of radiation source - uses collimator with number of optical slits combined with photoconducting detectors |
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DE (1) | DE2819186A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3031867A1 (en) * | 1979-08-27 | 1981-03-19 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | SCINTILLATOR DETECTOR ARRANGEMENT |
CN113468985A (en) * | 2021-06-16 | 2021-10-01 | 北京科技大学 | Method for locking suspicious radiation source carrying personnel |
-
1978
- 1978-05-02 DE DE19782819186 patent/DE2819186A1/en not_active Ceased
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DE3031867A1 (en) * | 1979-08-27 | 1981-03-19 | General Electric Co., Schenectady, N.Y. | SCINTILLATOR DETECTOR ARRANGEMENT |
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CN113468985B (en) * | 2021-06-16 | 2023-09-05 | 北京科技大学 | A locking method for persons carrying suspicious radiation sources |
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