Гамма-камера Советский патент 1991 года по МПК A61B6/00 G01T1/20 

О 1ЧЭ VJ

СО 1СЛ

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к радионуклидной диаг ностической аппаратуре, предназначенной для визуализации процесса накопления и распределения в органах человеческого организма радионуклидного индикатора, вводимого с диагностической целью

Цель изобретения - повышение точности обнаружения патологических очагов в исследуемом органе.

На фиг 1 представлена функциональная схема гамма-камеры; на фиг 2 - функциональная схема локз автоматической стабили зации фотопика, на фиг 3 - функциональная схема формирователя пороговых уровней, на фиг.4 - функциональная схема элемеч та сравнения, на фиг 5 - эпюры напряже ний, поясняющие работу блокь автоматический гт-збилизацим фотппи1 а

Гамма камера содержит бло 1 детр. in сования Ыюк формирования, блокЗ obpa t1 от к и сигналов блок 4 воспроизведения изображения амплитудный селектор 5 ч блок б автомагической стабилизации фото пика Блок 1 детектирования подключен позиционными выходами ± X и ± v соответственно к четырем входам 2 Формирования и энергетическим выходом 70 - к вхоз/ блтка 6 ЭЕ1. .опатичесюи паП i пизации фогопик Бпок 7 формировчмпч подсоедигк. , ь. (ходами гоотвешврнно

ОДНОМУ И ДРУГОЕ/ , |фОрМЯЦИОИНЫМ iiXO/ldfv

блока 3 обработм-i сигналов ПОДКПЮЧРЧНО го выходами , ветствгч-шо к одним и другому ш Фпрмаципнным входам б юка 4 воспроизведи,hiq изображений Выход бло ка 6 автомат ,ег л стабилизации ка подсоединен через амплитудным селектор 5 у ф влпющим входам 3 обрабожи сигналов , блока 4 воспроизве дечия изображение

Блок П ЧОТОМЧТИЧРСКОЙ стабилизации фотопика (фиг 7) содержит управляемый а г- тенюатор 7 ррперсивный счетчик 8 элемент 9 выделения максимума, дифферг щирую- щийэлеменг 10 формирователь 11 пороговых уровней, элемент 12 сравнения и логический -элемент 13 Элемент 9 выделе ния максимума вход которого является входом блока, подсоединен входом к информационному входу управляемого аттенюатора 7 и выходом через дифферен д,м рующий элемент 10 - к одним входам элемента 1 сравнения и логического элемента б Выходы формирователя 11 поро говых уровней подключены соответстгеннс к второму, тм.ьему и четвертому входам элемент 12 срс ьнения под;, единенного

5

пятим входом к выходу управляемого атте- .iiurtiood /, являющемуся выходом блока, а выходами соответственно к второму и третьему входам логическою элемента 13,

выходы которого соединены соответственно с гуммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 8, подключенного выходом к управляющему входу управляемого аттенюатора 7.

0Формирователь пороговых уровней 11

(фиг 3) содержит формирователи 14, 15 и 16 среднего верхнего и нижнего уровней стабилизации соответственно, при этом выход формирователя 14 среднего уровня стабилизации соединен с входами формирователей 15 и 16 верхнего и ни кнего уровней i изаиии Выходы формирователей 14, Г и 1Ь среднего верхнего и нижнего уров- GI i ci аЬмли я 5ции являю я соотву гственно , i) вторым и третьим выходами фор- i i| оватоля 11 пороговы с уровней Каждый ч формирс ттелей уровней стабилизации i чррлчен в виде операционного усилителя

и рез1-поров (не показаны)

ЭЛСМРН г 12 сравнения (фиг 4) содержит

и «параторы 17, 18 и 19 верхнего, среднего

и ним него уровней сооп ветстаенно элемени Ч С - 2 триггеры 23 и 24, элемент ИЛИ

j 25 и одновиоратор 26

n j-ibiM входом элемента 12 сравнения як-ггя первые входы компараторов 17 - Iе др ме входы которых являются соответ- CTBJIIHO вторым, третьим и четвертым вхо

5 памп элемента 12 сравнения пятым входом

торою является вход одновибратора 26

подключенный к одному входу элемента И

Bi ход которого является одним выходом

.элемент} 12 сравнения

03i компараторов 17-19 соединены соответственно с одним входом элемен ,з И 20 одним входом триггера 23 и первым i дом элемента И 21, с одним входом триг iepa fi Выход триггера 24, являющийся

Ь вторым выходом элемента 12 сравнения подключен к одному входу элемента ИЛИ /Ь вмход которого соединен с другим вхо дом элемента И 22 Выход одновибратора 26 соединен с другими входами элементов

И 20 и 21, выходы которых соединены соответственно с другими входами триггеров 23 и 24 Выход триггера 23 соединен с другим чч одом элемента ИЛИ 25

.c

Погичес кий элемент 13 (фиг 2) содержит элементы И 27-29 и элемент ИЛИ 30.

На фиг 5 приняты следующие o6o3Hd4e ния эпюр напряжений а - сигнал на инфор мационном входе управляемого

аттенюатора 7; б - сигнал на выходе управляемого аттенюатора 7; в - сигнал на выходе элемента 9 выделения максимума; г -сигнал на выходе дифференцирующего элемента 10; д и е - сигналы соответственно на одном и другом выходах элемента 12 сравнения; ж и з-сигналы соответственно на одном и другом выходах логического элемента 13.

Гамма-камера работает следующим образом.

Гамма-кванты, эмитируемые исследуемым органом, преобразуются в блоке 1 детектирования в электрические сигналы: позиционные:± X, ± У и энергетический Z0. Позиционные сигналы ± X, ± У поступают на соответствующие входы блока 2 формирования сигналов, а энергетический Zo-на вход блока 6 автоматической стабилизации фотопика (эпюра а), попадая на информационный вход управляемого аттенюатора 7, коэффициент передачи которого определяется двоичным кодом на выходе реверсивного счетчика 8 (фиг.2).

Стабилизация амплитуды энергетического сигнала Z0 (фотопика) осуществляется за счет цепи отрицательной обратной связи: выход управляемого аттенюатора 7-пя- тый вход элемента 12 сравнения - один и другой входы логического элемента 13 - выходы логического элемента 13-суммирующий и вычитающий входы реверсивного счетчика 8-управляющий вход управляемого аттенюатора 7.

Средний уровень, относительно которого осуществляется стабилизация, а также верхний и нижний уровни, определяющие диапазон, в котором происходит стабилизация сигнала, задаются формирователем 11 уровней (фиг.2).

В начальный момент времени, если амплитуда входного сигнала (эпюра a) элемента 12 сравнения находится в пределах между Уну и UCy, то срабатывает компаратор 19 нижнего уровня и опрокидывает триггер 24 в единичное состояние, что обеспечивает прохождение через элемент ИЛИ 25 на выход элемента И 22 (эпюра е) импульса с выхода элемента 9 выделения максимума (эпюра г).

Если амплитуда входного сигнала находится между UCy и UBy (эпюра а), то сначала срабатывает компаратор 19 нижнего уровня и устанавливает триггер 24 в единичное состояние, а затем срабатывает компаратор 18 среднего уровня, выходной сигнал которого чеоез элемент И 21 возвращает тригт;о 24 в состояние О и устанавливает триггер 23 в единичное состояние. Благодаря этому сигнал с выхода элемента 9 выделений максимума (эпюра г) проходит на выход элемента И 22 (эпюра е) элемента 12 сравнения.

Если амплитуда входного сигнала гамма-камеры 7.0 (эпюра а) находится ниже нижнего уровня Уну или выше верхнего Уву. то в первом случае не срабатывает ни один из компараторов, а во втором-срабатывают все три компаратора 17-19.

Однако, и в том и в другом случае импульсы с.выхода элемента 9 выделения максимума не проходят на выход элемента 12 сравнения, так как в первом случае триггеры 23 и 24 остаются в исходном (нулевом) состоянии, а во втором случае оба триггера до прихода сигнала максимума также оказываются в нулевом состоянии и появление его на выходе элемента И 22 становится невозможным (фиг.4).

Для установки элемента 12 сравнения в исходное состояние после прохождения каждого входного сигнала Zi служит одно- вибратор 26, который запускается задним фронтом сигнала максимума (эпюра г) и через элементы И 20 и 21 устанавливает триггеры 23 и 24 в нулевое состояние. На выходе элемента 12 сравнения при этом также присутствуют нулевые потенциалы.

Таким образом, логическая 1 на первом выходе элемента 12 сравнения присутствует в двух случаях: если амплитуда входного сигнала заключена между напряжениями пороговых уровней Уну и Ucy, a также если амплитуда, входного сигнала заключена между напряжениями UCy и Day.

Наличие 1 на втором выходе элемента, 12 сравнения свидетельствует о том, что амплитуда сигнала Zi заключена между напряжениями пороговых уровней UHy и UCy, a наличие О о том, что амплитуда сигнала Zi заключена между напряжениями UCy и UBy.

Если амплитуда сигнала Zi заключена между напряжениями Уну и УСу. то импульс, соответствующий максимуму входного сигнала Z0, с выхода элемента 12 сравнения проходит на первый выход логического элемента 13 (эпюра ж), а с выхода его-на суммирующий вход реверсивного счетчика 8. При этом двоичный код реверсивного счетчика 8 увеличивается на единицу. Увеличивается и коэффициент передачи управляемого аттенюатора 7 и соответственно амплитуда сигнала Zi на его выходе (эпюра б) до значения, близкого к напряжению Усу.

Если амплитуда сигнала заключена между напряжениями Ucy и Uey, то импульс проходит на второй выход логического элемента 13, а с его выхода-на вычитающий вход реверсивного счетчика 8. Двоичный код реверсивного счетчика 8 уменьшается на 1, что приводит к уменьшению коэффициента передачи управляемого аттенюатора 7, при этом амплитуда сигнала на его выходе уменьшается до уровня Ucy,

Блок 6 автоматической стабилизации фотопика обеспечивает изменение коэффициента передачи аттенюатора 7 на каждый входной сигнал ZQ. Дискретность изменения коэффициента передачи зависит огтребований к стабильности сигнала Zi и определяется разрядностью реверсивного счетчика 8.

Использование изобретения позволяет повысить точность определения координат сцинтилляционных вспышек за счет стабилизации амплитуды энергетического сигнала Z0. обеспечивающей компенсацию влияния таких возмущающих действий,, как температурная и временная нестабильность высоковольтного источника электро- питания и фотоэлектронных умножителей (ФЭУ), неоднородность кристалла и старение ФЭУ.

Повышение точности определения ко ординат сцинтилляционной вспышки o6ei печивается также за счет уменьшения погрешности при проведении энергетической коррекции координатных ситалоа Jx/z, y/z | на соответствующих выходах блока обработки сигналов. Стабилизация амплитуды энергетического сигнала приводит к уменьшению потерь информации за счет того, что большинство сигналов попа дает в окно амплитудного селектора и принимает участие в формировании сцин тилляционного изоСфажения, при этом уменьшается несоответствие между истинной картиной распределения радионуклид ного индикатора в исследуемом органе и сцинтилляционным изображением. Формула изображения 1. Гамма-камера, содержащая блок формирования сигналов, амплитудный селектор, блок обработки сигналов, блок

5

воспроизведения изображения и блок детектирования с четырьмя позиционными выходами ± X ± У и энергетическим выходом ZQ, подключенный позиционными выходами соответственно к четырем входам блока формирования сигналов, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым информационными входами блока обработки сигналов, подсоединенного одним и другим выходами соответственно к одному и к другому информационным входам блока воспроизведения изображения, управляющий вход которого соединен с управляющим входом блока обработки сигналов, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности обнаружения патологических очагов в исследуемом органе, в него введен блок авто. мятической стабилизации фотопика, подключенный входом к энергетическому выходу Z0 блока детектирования и выходом - к входу амплитудного селектора, выход которого соединен с управляющим входом

г блока обработки сигналов.

2. Гамма-камера по п 1, о т л и ч а ю щ а- я с я 1вм, что блок автоматической стабилизации фотопика содержит управляемый ат

, тенюатор, реверсивный счетчик, дифференцирующий элемент, формиоова тель пороговых уровней, элемент сравнения логический элемент и элемент выделения максимума, подключенный вхо) дом являющимся входом блока, к информационному входу управляемого аттенюатора и выходом через дифференцирующий эле- мент-к одним входам элемента сравнения и логического элемента, выходы формирова0 теля пороговых уровней соединены соответственно с вторым, третьим и четвертым входами элемента сравнения, подсоединенного пятым входом к выходу управляемого аттенюатора, являющемуся выходом блока.

5

0

и выходами - соответственно к второму и третьему входам логического блока, выходы которого соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами ре- верслвного счетчика, подключенного выхо дом к управляющему входу управляемого аттенюатора.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к радионуклидной диагностической аппаратуре, предназначенной для визуализации процесса накопления и распределения в органах человеческого организма радионуклидного индикатора, вводимого с диагностической целью. Цель изобретения - повышение точности обнаружения патологичеок ix очагов в исследуемом ооганизме В г ма-камеру содержащую блок 1 детектирования, блок 2 формирования, блок 3 обработки сигналов, блок 4 воспроизведения изображения и амплитудный анализатор 5, введен блок 6 автоматической стабилизации фотопика, что обеспечивает усиление или ослабление энергетического сигнала на выходе блока 1 детектирования за счет изменения коэффициента передачи управляемого аттенюатора блока 6 автоматической стабилизации фотопика при изменении напряжения питания или параметров фотоэлектронного умножителя блока 1 детектирования. 1 з.п. ф-лы, 5 ип. И

I глф

9EUZ91

Фиг 5

Составитель В. Костюхин Редактор Н. Киштулинец Техред Э ЦаплюкКорректор Л Алексеенко

фиг 4