Устройство для радиоизотопной диагностики Советский патент 1985 года по МПК A61B6/00 

1 сд

со

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для радиоизотопной диагностики.

Известно устройство для радиоизотопной диагностики, содержащее высоковольтный блок питания, восемь сцинтилляционных детекторов, восьмиканальный измерительный блок и блок регистрации 1 .

Недостатками известного устройства являются высокая погрешность измерений, определяемая разбросом характеристик детекторов, температурная и временная нестабильность параметров измерительного блока.

Наиболее близким к изобретению является устройство для радиоизотопной диагностики, содержащее блок питания, последовательно соединенные сцинтилляционные детекторы и усилители, блок временного согласования по числу детекторов, дискриминатор, п-входовую схему ИЛИ, входы которой соединены с выходами усилителей, а выход - с входом дискриминатора, и схемы И в каждом канале, первые входы которых через схему временного согласования соединены с выходами усилителей, вторые - с выходом дискриминатора, а выходы - с входами многоканального блока регистрации 2.

Недостатком известного устройства является влияние дестабилизирующих факторов на точность регистрации за счет смещения фототипа относительно «окна дискриминатора.

Целью изобретения является исключение влияния дестабилизирующих факторов на точность регистрации.

Указанная цель достигается тем, что устройство для радиоизотопной диагностики, содержащее блок питания, последовательно соединенные сцинтилляционные детекторы и усилители, блок временного согласования по числу детекторов, дискриминатор, п-входовую схему ИЛИ, входы которой соединены с выходами усилителей, а выход - с входом дискриминатора, и схемы И в каждом канале, первые входы которых через схему временного согласования соединены с выходами усилителей, вторые - с выходом дискриминатора, а выходы - с входами многоканального блока регистрации, дополнительно содержит разностные измерители скорости счета, двухвходовые схемы ИЛИ по числу каналов регистрации, входы которых соединены с входами схем И, а выходы - с входами управления сцинтилляционных детекторов и входами многоканального блока регистрации, причем дискриминатор содержит формирователь пороговых уровней, схему временной привязки, входной и дифференцирующий блоки, формирователи сигналов, пороговые блоки нижнего, среднего и верхнего уровней.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для радиоизотопной диагностики; на фиг. 2 - структурная схема

двухкдна;1ьного дискриминатора; на фиг. 3 - расположение фотопика в одном из каналов устройства относительно «окна дискриминатора.

5 Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 питания, сцинтилляционные детекторы 2, устройства 3 временного согласования, двухканальный дифференциальный дискриминатор 4, вход которого через схему ИЛИ 5 соединен с выходами сцинтилля ционных детекторов 2 и входами устройств 3 временного согласования, первые 6 и вторые 7 схемы И, двухвходовые схемы ИЛИ 8 и разностные измерители 9 скорости счета в каждом канале и многоканальное регистриj рующееустройство 10.

Двухканальный дискриминатор 4 (фиг. 2) содержит формирователь 11 пороговых уровней, схему 12 временной привязки, входной 13 Идифференцирующий 14 блоки, формирователи 15-18 сигналов, пороговые 0 блоки нижнего 19, среднего 20 и верхнего 21 уровней, схемы 22 и 23 антисовпадений и схемы И 24 и 25.

Устройство работает следующим образом.

В результате взаимодействия гамма-квантов с кристаллом детекторов 2 возникают 5 световые вспышки, которые фотоэлектронными умножителями (ФЭУ) детекторов 2 преобразуются в электрические импульсы. С выходов детекторов 2 эти импульсы поступают на вход устройств 3 временного согласования и через схему ИЛИ 5 на вход дискри минатора 4.

В дискриминаторе 4 входные сигналы через входной блок 3 поступают одновременно на пороговые блоки 19-21 и через дифференцирующий блок 14 на вход схемы 12 временной привязки. На другие входы пороговых блокой с выхода формирователя

11пороговых уровней подаются напряжения, соответствующие нижнему U«, среднему Ucp, и верхнему U;, пороговым уровням (фиг. 3).

На один из входов схемы 12 временной

привязки поступает напряжение, пропорциоональное производной от входного сигнала.

С нарастанием входного сигнала это

напряжение увеличивается, а с убыванием уменьш.ается, приобретая нулевое значение при максимуме входного сигнала. С целью привязки выходных сигналов дискриминатора к вершине входных сигналов напряжение, подаваемое на другой вход схемы

временной привязки 12, устанавливается близким О настолько, насколько позволяет чувствительность порогового элемента схемы

12временной привязки. Таким образом, импульсы на выходе формирователя 15 появляются в момент достижения, сигналов

5 на входе дискриминатора максимума, и эти импульсы являются стробирующими для всех выходных сигналов дискриминатора. Если входной сигнал вызывает срабатывание порогового блока 19, но не вызывает срабатывания блока 20, то выходной сигнал формирователя 16 через схему 22 антисовпадений проходит на вход схемы 24 при наличии на другом ее входе сформированного по длительности и амплитуде формирователем 15 сигнала схемы 12 временной привязки.

Если входной сигнал вызывает срабатывание порогового блока 20, но не вызывает срабатывания блока 21, то выходной сигнал формирователя 17 через схему 23 антисовпадений проходит на выход схемы И 25. При срабатывании порогового блока 20 в первом случае и порогового блока 21 во втором случае сигналы формирователей 17 и 18, поступающие на один из входов схем антисовпадений 22 и 23, препятствуют прохождению сигналов формирователей 16 и 17, поступающих на другие входы схем 22 и 23. За счет того, что окно и А дискриминатора 4 сформировано относительно среднего уровня Ucf (фиг. 3), оно состоит из двух полуокон 4А| и Aj. Таким образом, пороговые блоки 19 и 20 являются нижним и верхним пороговыми блоками первого канала дискриминатора, а пороговые блоки 20 и 21 являются нижним и верхним пороговыми блоками второго канала дискриминатора. Сигналы, амплитуда которых лежит в пределах нижнего U и среднего Ucf пороговых уровней (фиг. 3), попадают в окно AAj. Эти сигналы соответствуют левой половине гамма-излучения, регистрируемого всеми детекторами.

Сигналы, амплитуда которых лежит в пределах пороговых уровней U и Ui,, попадают в окно ДА2 и соответствуют правой половине фотопика. Благодаря этому, на выходе дискриминатора 4 имеются две последовательности импульсов, соответствующих левой и правой половинам фотопиков детекторов всех каналов. Эти сигналы поступают на один из входов первых 6 и вторых 7 схем И, на другие входы которых подаются сигналы с выходов схем временного согласования 3. Пороговые уровни, при которых происходит срабатывание схем 3 временного согласования каждого какала, выбираются таким образом, чтобы они реагировали на все импульсы, амплитуда которых не меньше амплитуд фотопика данного канала.

При совпадении во времени сигналов на входах первых и вторых схем И каждого канала на их выходах появляются сигналы, соответствующие левой и правой половинам фотопика данного канала, т. е. осуществляется отбор сигналов фотопика каждого канала из общего числа сигналов детекторов всех каналов.

С выходов схем 6 и 7 сигналы, соответствующие левой и правой половинам фотопика каждого канала, подаются на входы разностных измерителей скорости счета, где происходит сравнение средней частоты статистически распределенных импульсов, соответствующих левой и правой половине фотопика.

Разностные измерители скорости счета включают в себя два канала, каждый из г которых состоит из последовательно включенных счетчиков делителей и двух интеграторов; при этом выходы вторых интеграторов подключены к входам аналогового рещающего устройства (операционного усилителя), выходное напряжение которого

0 пропорционально разности средних частот выходных сигналов.

При смещении линии фотопика относительно окна дискриминатора под действием дестабилизирующих факторов, а также при смещении окна дифференциального дискриминатора (за счет нестабильности пороговых напряжений) изменяется площадь, ограниченная линией фотопика и границами окна дискриминатора. А так как средняя частота статистически расппеделенных импульсов пропорциональна интегралу по этой площади, то при изменении этой площади изменяется и скорость счета (фиг. 36).

При этом изменяются скорости счета статистически распределенных импульсов Nj и NZ ( ), соответствующие левой и правой половинам фотопика, выделяемого в каждом канале.

Разностные измерители 9 скорости счета, где сравниваются частоты импульсов, вырабатывают аналоговые сигналы, поступающие на вход управления, сцинтилляцион ных детекторов 2. Под действием этих сигналов коэффициенты усиления ФЭУ детекторов изменяются таким образо.м, чтобы разность сравниваемых частот установилась равной 0. Это произойдет тогда, когда лининии фотопиков каждого канала снова будут

5 расположены симметрично относительно окна дискриминатора 4.

Таким образом, линия фотопика каждого канала при любом ее смещении будет всякий раз автоматически возвращаться в положение, при котором она будет располагаться си.мметрично относительно окна дискриминатора, как показано на фиг. За.

Таким образом, изобретение позволяет более точно обнаруживать патологические очаги в исследуемых органах (легких, головном мозге, печени, почках и сердечно-сосудистой системе) за счет повышения достоверности получаемой диагностической информации и исключения ручной подстройки фотопика при смещении его под действием дестабилизирующих факторов.

Автоматическая стабилизация фотопика позволяет также продлить срок эксплуатации таких дорогостоящих элементов, как ФЭУ и детекторы ), потому, что изменение их характеристик не вызывает искажения получаемой диагностической информации. Таким образом, обеспечивается увеличение срока эксплуатации установки в целом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОИЗОТОПНОЙ ДИАГНОСТИКИ, содержащее блок питания, последовательно соединенные сцинтилляционные детекторы и усилители, блок временного согласования по числу детекторов, дискриминатор, п-входовую схему ИЛИ, входы которой соединены с выходами усилителей, а выход - с входом дискриминатора, и схемы И в каждом канале, первые входы которых через схему временного согласования соединены с выходами усилителей, вторые - с выходом дискриминатора, а выходы - с входами многоканального блока регистрации, отличающееся тем, что, с целью исключения влияния дестабилизирующих факторов на точность регистрации, оно дополнительно содержит разностные измерители скорости счет, двухвходовые схемы ИЛИ по числу каналов регистрации, входы которых соединены с входами схем И, а выходы - с входами управления сцинтилляционных детекто ров и в.чодами многоканального блока регистрации, причем дискриминатор содержит формирователь пороговых уровней, схему временной привязки, входной и дифференци(Л рующий блоки, формирователи сигналов, пороговые блоки нижнего, среднего и верхнего уровней.

В