Трансмиссионно-эмиссионный вычислительный томограф Советский патент 1988 года по МПК A61B6/03 G01T1/29 

(Л

с

Изобретение относится -к области вычислительной трмографий, а более конкретно к комбинированным томографам трансмиссионно-эмиссионного типа. Цель - повышение быстродействия за счет повьппения эффективности регистрации гамма-квантов от введенного в исследуемый объект радио активного изотопа. В томографе осуществлена безколлимационная пространственная

ел

00 CD

.. 1

селекция гамма-квантов с использованием набора полупроводниковых детекторов и полоскового сцинтиллятора 5, дистанционированного от указанного набора и своими концами оптически сопряженного с ФЭУ 6 и 7. В цепи ФЭУ 6 и 7 включены схемы 8 и 9 энергетической селекции и блоки 10 и 11 формирования сигнала линейной координаты сцинтилляции. Сигналы с детекто1

Изобретение относится к вычислительной томографии, а именно к транс миссионно-эмиссионным вычислительным томографам.

Цель изобретения - повышение быстродействия за счет повышения эффективности регистрации гамма-квантов от введенного в исследуемый объект радиоактивного изотопа.

На чертеясе показана функциональная схема трнасмиссионно-эмиссионно- го вычислительного томографа.

Трансмиссионно-эмиссионный вычис- лительньш томограф содержит источник 1 веерного рентгеновского пучка, держатель 2 исследуемого объекта 3, линейный набор полупроводниковых детекторов 4,1-4.N, полосковьй сцин- тиллятор 5 с фотоэлектронными умно-

жителями (ФЭУ) 6 и 7 на концахj схему 8 энергетической селекции по энергии гамма-квантов, схему 9 энергетической селекции ,по энергии рентгеновских квантов, блок 10 формирования сигнала линейной координаты сцинтилляции от гамма-квантов с входом разрешения, к которому подключен выход схемы.8, блок 11 формирования сигнала линейной координаты сцинтил- ляции от рентгеновских квантов, последовательно-параллельный преобразователь 12, подключенный к выходу бло к 10, усилители 13,1-13.N,. подключенные к детекторам 4.1-4.N, допол- нительные схемы ,N энергетической селекции г 1мма-квантов, матричную память 15, блок опроса 16, вычислительный блок 17 обработки соответствующих .гамма-квантам сигналов

05819

ров 4.1-4„Ы набора через дополнительные схемы 14.,N энергетической селекции гамма-квантов поступают на столбцы матричной памяти 15, сигнал координаты с блока 10 через параллельно-последовательный преобразователь 12 - на строки памяти 15, каждая ячейка которой соответствует определенной траектории прохождения гамма-кванта, 1 з.п. ф-лы, J ил.

вычислительный блок 18 обработки соответствующих рентгеновским квантам .сигналов, блок 19 комбинирования и блок 20 отображения.

Томограф работает следующим об- разом.

Полупроводниковые детекторы 4.1- 4.N имеют такую толщину, при которой энергетические потери гамма-квантов и ронтгеновских квантов в их материале относительно невелики. В исследуемый объект 3 вводят в растворе радиоактивный изотоп, который распределяется по его органам. Интенсивность рентгеновского пучка источника 1 устанавливают таким образом, чтобы количество рентгеновских квантов на вькоде из исследуемого объекта было соразмерно с количеством выходящих по тем-же направлениям гамма- квантов.

Таким образом, при регистрации излучения на полосковый сцинтиллятор 5 падают кванты как рентгеновского, так и гамма-излучения, которые вызывают сцинтилляции. Природу возникшей сцинтилляции дискриминируют схемы 8 и 9 энергетической селекции, которые управляют блоками 10 и 11 формирования сигналов линейных координат сцинтилляций. Если сцинтилляция возникла под.действием гамма- кванта, схема 8 энергетической селекции вырабатывает сигнал, поступающий на вход разрешения блока 10, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный координате соответствующей сцинтилляции в полосковом сцинтилляторе 5. Если сцинтилляция

возникла под действием рентгеновского кванта, то сигнал линейной координаты сцинтилляции формируют блок 11 под действием сигнала разрешения со схемы 9 энергетической селекции рентгеновских квантов. Поскольку ренгеновское излучение распространяется направленно, то координата сцинтилляции о т рентгеновского кванта одно- значно соответствует траектории прохождения его в исследуемом объекте 3

Выходящие из исследуемого объекта гамма-кванты не имеют однозначной направленности, линейная координата сцинтилляции не может однозначно охарактеризовать траекторию вылета гамма-кванта из объекта 3, Однако перед попаданием на полосковый сцинтиллято 5 гамма-квант попадает на один из детекторов 4.. 1.4-N, сигнал с которого усиливается соответствующим из усилителей 13.1-13.N, проходит через схему 14.1-14.N энергетической селек ции гамма-квантов, которые необходи- мы для отсеивания сигналов, обусловленных рентгеновскими квантами, и п оступает на соответствующий столбцовый вход 1атричной памяти 15, В свою очередь, сигнал линейной координаты соответствующей сцинтилляции с выхода блока 10 поступает на вход последовательно-параллельного преобразователя 12, который формирует сиг

нал на том своем выходе, который соответствует величине указанной линейной координаты. Этот сигнал посту пает на строчный адресный вход Матричной памяти 15. Таким образом, в ячейку памяти, находящуюся на перекрестии указанных с,толбца и строки, записывается единица (ячейки памяти работают в счетном режиме), т.е. положение каждой ячейки в матричной памяти 15 однозначно соответствует определенной траектории прохождения гамма-кванта в исследуемой плоскости По окончании набора требуемого объема информации сборка источник 1 - детекторная система из линейного набора детекторов 4.1-4.N и полоскового сцин тиллятора 5 с ФЭУ 6 и 7 поворачивается на заданный угол посредством механизма (не показан) и цикл измерений повторяется. В момент поворота блок 16 опроса считьшает содержимое матричной памяти 15 в вычислительньш блок 17. По окончании всех циклов

Q

5 0 5 о

5

Q

0

5

измерений в требуемом угловом диапазоне блоки 17 и 18 формируют известным образом сигналы, необходимые для восстановления трансмиссионного и эмиссионного изображений, исследуемого слоя объекта 3. Эти сигналы комбинируются блоком 19 и на экран блока 20 отображения вьшодится комбинированное трансмиссионно-эмиссионное изображение.

Эффективность описанного решения заключается в том, что при регистрации гамма-квантов отсутствует их пространственная селекция с использованием коллиматоров, что приводит к большим потерям регистрируемых гамма- квантов. Более полная регистрация выходящего из исследуемого объекта . гамма-излучения обусловливает сокращение общего времени исследования.

Формула изобретен ия

ции, средства формирования и запоминания сигналов траекторий гамма-кван тов и дополнительные схемы энергетической селекции гамма-квантов, причем вь1ход| 1 схемы энергетической селекции гамма-квантов и рентгеновских, квантов подключены к входам разрешения или запрещения блоков формирования сигнала линейной координаты сцинтилляции, дополнительные схемы энергетической селекции подключены к полупроводниковым детекторам линейного набора, а средства формирования и запоминания сигналов траекторий гамма-квантов вклю1}ены с одной стороны между блоком формирования сигнала линейной координаты сцинтилляции от гамма-квантов и дополнительными схемами энергетической селекции и с другой стороны вычислительным блоком обработки соответствующих гамма-квантам сигналов, а выход блока формирования сигнала линейной координаты сцинтилляции от рентгено058196

вских квантов подключен к входу вычислительного блока обработки соответствующих рентгеновским квантам сигналов.

15 линейной координаты сцинтилляции от гамма-квантов, адресные входы одной координаты матричной памяти связаны с выходами последовательно-параллельного прербразователя, -адресные входы 20 другой координаты - с дополнительными схемами энергетической селекции, а блок опроса включен между кятрич- ной памятью и вычислительным блоком обработки соответствующих гамма-кван- 25 там сигналов.