Гамма-камера Советский патент 1989 года по МПК G01T5/08 G01T1/20 

Изобрете1&1е относится к устройст-вам для визуализации объектов, содержащих излучатели гамма-квантов, и может быть использовано в, ядерном приборостроении и приборах ядерной мег дицины.

Известна сцинтилляционная гаммакамера, содержащая сцинтилляционный кристалл, матрицу фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), оптически сопря- же)шых со СЦИНТШ1ЛЯЦИОН1ШМ кристаллом через плоский прозрачный;световод с нанесенными на него отражающими масками и электронный блок, определяющий местоположение.сцинтилляции.

Недостатком известного устройства является то, что нанесенные на пог.-верхности световода плоские отражающие маски снижают общий светосбор.

Наиболее близким к изобретению --, является гамма-камера, содержащая

сл

плоский сцинтилляционный кристалл,

с матрицу ФЭУ и систему обработки сигналов, причем кристалл одной поверхностью через световод,содержащий конические проточки,оптически сочленен с фотокатодами ФЭУ,в| 1ходы каждого из которых соединены с системой обработки . .сигналов. При этом на границах кони ческих п1)оточек происходит преломление света, что позволяет изменять количество попадающих на фотокатод

ФЭУ фотонов света в зависимости от. местоположения С1щнтилляции, а также от формы и материала заполнения проточки, что, в свою очередь, позволяет более гибко формировать зависимость амплитуды сигнала ФЭУ от положения сцинтилляции относительно оси ФЭУ, а именно увеличивать крутизну этой зависимости, и тем самым улучшать линейность изображения гаммакамеры . Недостаток данной гамма-камеры заключается в том, что увеличение крутизны зависимости амплитуды сигнал, ФЭУ от местоположения сцинтилля ции достигается при одновременном уменьшении количества света, попадаю щего на фотокатод,.что уменьшает общий светосбор, и следовательно, ухудшает энергетическое разрешение, а так как пространственное разрешение пропорционально энергетическому, это приводит к частичному ухудшению пространственного разрешения. Целью изобретения является улучшение пространственного разрешения. Эта цель достигается тем, что в гамма-камере, содержащей плоский Ъцинтилляционный кристалл, матрицу .ФЭУ. и систему обработки сигна-лов кристалл одной поверхностью, оптически сочленен с фотокатодами ФЭУ выходы каждого из которых соединены с системой обработки сигналов, на: поверхности кристалла, противоположной поверхности сочленения с ФЭУ, выполнены проточки под центрами каждого ФЭУ, оси симметрии которых совпадают с осями симметрии ФЭУ, .а поверхности проточек выполнены в виде поверхности тел вращения, причем профиль поверхности вращения определяется конструкцией используемого де тектора и рассчитывается, исходя из требований, предъявляемых к детектору. Сущность изобретения заключается в том, что гамма-кванты попадают в кристалл со стороны поверхности с проточками и при низких энергиях поглощаются вблизи поверхности кристалла. При поглощешш кванта в кристалле образуется световая вспышка. Количество света (фотонов), попадающее на .фотокатоды ;кажцого ФЭУ-3, пропорционально телесному углу об , под которым ФЭУ телесный угол,а следова тельно, количество фотонов, от свето вой вспышки уменьшается и амплитуда сигнала ФЭУ уменьшается. Зависимость .амплитуды А сигнала ФЭУ от положения X световой вспышки относительно оси ФЭУ, являющаяся амплитудно-пространственной характеристикой ФЭУ (Anx)j имеет нелинейный характер. При наличии конических проточек кристалле под центрами ФЭУ при изме нении положения источника излучения относительно центра ФЭУ телесный угол ot, под которым ФЭУ видит све-г товспьшгку, будет изменяться не только потому, что изменяется расстояние X от оси центра ФЭУ (oi), но проточкам и от изменения расстояния по оси 2 ФЭУ (oi,). При этом изменение телесного угла, а следовательно, амплитуда сигнала ФЭУ, из-за различного расстояния по оси Z в несколько раз больше, чем его изменение из-за различного расстояния X от оси центра ФЭУ, На фиг.1 дана схема предлагаемого устройства. Сцинтилляционный кристалл 1 сопряжен с поверхностью световода 2, на противоположной поверхности которого установлена матрица ФЭУ 3, Выходы ФЭУ подключены к системе обра ботки сигналов 4, На поверхности кристалла I, противоположной сопрягаемой со световодом, выполнены конические проточки 5, Устройство работает следующим образом. Гамма-кванты от коллимированного моноэнергетического источника попада ют в кристалл 1 со стороны плоскости, противоположной сопряженной со световодом 2. С помощью матрицы ФЭУ и системы обработки сигналов определяется местоположение сцинтилляции, причем благодаря проточкам в кристалле определяется с лучшим разрешением, чем при наличии проточек в световоде. На фиг,2 представлены АПХ ФЭУ, сопряженных со световодом, в котором выполнены проточки (кривая б-АПХ первого ФЭУ, кривая 7-АПХ второго ФЭУ, кривая 8-АПХ (ФЭУ1-ФЭУ2)), На представлены АПХ ФЭУ, сопряженных со световодом без проточек, но с проточками в кристалле, максимальная глубина которых 5 мм (кривая 9-АПХ первого ФЭУ, кривая 10 - АПХ второго ФЭУ, а кривая П-АПХ - ФЭУ 2), При сравнении фиг.2 и 3 видно, -dA что крутизна АПХ (j:;;-) на фиг.З в аХ 2,5 раза выше, чем на фиг,2, т,е, изменение амплитуды ФЭУ при одинаковом изменении расстояния от оси центра ФЭУ до световспьш1ки в 2,5 5 раза больше. Но известно, что пространственное разрешение п i «-4 dA,- 2 Z1 ., dA , V д т.е. улучшается примерно обратно пр irlA порционально крутизне , Выбор глубины и формы профиля пр точки позволяет оптимальным образом активно формировать АПХ в области, близкой к центру ФЭУ, причем осуществлять это без потери света, как это имеет место в устройстве-прототипе, крутизна АПХ которого в рблас 26 ти, близкой к центру ФЭУ, минимальна. Увеличение крутизны зависимости амплитуды сигнала ФЭУ от расстояния от оси центра ФЭУ позволяет существенно улучшить пространственное разрешение гамма-камеры, В качестве базового объекта выбрана гамма-камера ГКС-г1, имеющая пространственное разрешение 10 мм, Заявленное решение позволило получить пространственное разрешение 4 мм в области центра ФЭУ, Для данной гамма-камеры наличие световода в детейторе не является обязательным, поэтому возможно улучшение пространственного разрешения в отсутствии световода.

ГАММА-КАМЕРА, содержащая плоский сцинтилляционный кристалл, матрицу ФЭУ и систему обработки сигналов, причем кристалл одной поверхностью оптически сочленен с фотокатодами ФЭУ, выходы каждого из которых соединены с системой обработки сигналов, отличающаяся тем, что, с целью улучшения пространственного разрешения, на поверхности кристалла, противоположной поверхности сочленения с ФЭУ, выполнены проточки под центрами каждого ФЭУ, оси симмет-5 рии которых совпадают с осями симметрии ФЭУ, а поверхности проточек выполнены в виде поверхности тел вращения.

PaecmoMUf от 1{внт/м ЭУ,ем 9л2

О L 2 3 « 1

flacc/rjoflffue от центра

.5