DE3316613A1

DE3316613A1 - Szintillationskamera

Info

Publication number: DE3316613A1
Application number: DE19833316613
Authority: DE
Inventors: Roger E. 60004 Arlington Heights Ill. Arseneau
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1983-11-10
Also published as: JPS58204384A; US4486663A; JPH081462B2

Description

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Unser Zeichen Berlin und München . ^ . VPA 82 P 7410 DE

Szintillationskamera

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsdetektor oder eine Szintillationskamera gemäß den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Eine solche Szintillationskamera wird insbesondere zum Nachweis der Verteilung und Stärke von Gammastrahlung eingesetzt.

Strahlungsdetektoren dieser Art sind ein häufig benutztes nuklear-diagnostisches Mittel zur Analyse der Verteilung einer strahlenden Substanz in einem zu untersuchenden Objekt, z.B. in dem Organ eines Patienten. Ein typischer Strahlungsdetektor, auf den diese Erfindung Bezug nimmt, ist eine kommerzielle Version der nach dem Anger-Prinzip arbeitenden Szintillationskamera. Die Grundmerkmale einer solchen Anger-Szintillationskamera hat Anger in seinem US-Patent 3,011,057 beschrieben.

Eine solche Szintillationskamera erzeugt ein "Bild" von der Verteilung der Radioaktivität in einem Untersuchung sobjekt, wie z.B. in einem menschlichen Organ, das eine bestimmte diagnostische Menge eines radioaktiven Isotops aufgenommen hat. Von der im zu untersuchenden Objekt verteilten radioaktiven Substanz werden Gammaquanten ausgestrahlt, die die nebeneinanderliegenden Öffnungen eines Kollimators passieren können und dann in einem dünnen ebenen Szintillationskristall Szintillationsereignisse erzeugen. Diese Ereignisse werden von hinter dem Szintillationskristall ange-

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ordneten Fotodetektoren erfaßt. Eine elektronische Schaltungsanordnung formt die Ausgangssignale der Fotodetektoren (Fotomultiplier) zu X- und Y-Koordinatensignalen, die die Position jedes Ereignisses innerhalo des Szintillationskristalls anzeigen, und zu einem Z-Signal um. Dieses Z-Signal zeigt im wesentlichen die Energie des Ereignisses an. Es wird benutzt um festzustellen, ob das Ereignis innerhalb der Grenzen eines vorgewählten Energiefensters liegt.

Ein Bild von der im Untersuchungsobjekt verteilten Radioaktivität erhält man, indem die X- und Y-Signale, deren zugeordnetes Z-Signal in das vorgewählte Energiefenster fällt, einem Anzeigegerät, wie z.B. einem Kathodenstrahloszillographen, zugeleitet werden.

Dieses Anzeigegerät zeigt die einzelnen Szintillationsereignisse als Punkte, welche den Koordinatensignalen gemäß angeordnet sind. Der Anzeigeschaltungskreis sorgt so dafür, daß eine große Anzahl von Punkten auf einem fotografischen Film aufintegriert werden kann.

Die "Auflösung" einer Szintillationskamera ist ein Maß für die Fähigkeit der Kamera, die räumliche Verteilung der im Blickfeld der Kamera liegenden radioaktiven Substanz getreu wiederzugeben. Die gerätespezifische Gesamtauflösung der Anger-Kamera hängt gewöhnlich von ihrer Fähigkeit ab, die Positionskoordinaten eines jeden Szintillationsereignisses so genau wie möglich anzugeben. Viele Schritte sind jeweils erforderlich, um die einzelnen Szintillationsereignisse festzustellen und die zugehörigen Positionskoordinaten zu bestimmen.

Wie im U.S.-Patent 3,984,689 (Arsengau) beschrieben, besteht der Anzeigeschaltungskreis einer typischen

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Szintillationskamera nach dem Stande der Technik aus einer Vielzahl von Widerständen, die zu einer positionsgebenden Matrix verbunden sind und mit den elektrischen Ausgangsimpulsen der Fotodetektoren beaufschlagt werden, wobei diese Ausgangsimpulse von Szintillationsereignissen ausgelöst werden, die wiederum durch Strahlungseinfall im Szintillationskristall hervorgerufen werden. Die von der Matrix gelieferten positionsgebenden Signale geben das augenblickliche Spannungsbild d?r Position eines bestimmten Szintillationsereignisses in einem zweidimensionalen, rechteckigen Koordinatensystem wider. Die Signale der positionsgebenden Matrix werden an Integratoren weitergeleitet, die nach einer vorbestimmten Integrationszeit ihrerseits integrierte Ausgangssignale liefern, die ein Maß für den Strahlungseinfall auf dem Szintillationskristall während der Integrationszeit sind.

An die Integratoren sind Pufferspeicher angeschlossen, die die integrierten Ausgangssignale zum Zwecke der Weiterverarbeitung festhalten, z.B. zur Weiterverarbeitung in einer Rechenschaltung zur Bestimmung einer Energiekorrektur und in einer Orientierungsschaltung, die die horizontale und vertikale Ablenkung des Kathoden-Strahls in einem Sichtgerät erzeugt.

Die erwähnten Integratoren, die mit den Ausgangssignalen der positionsgebenden Matrix beaufschlagt werden, leiden nun unter einer "Eingabetotzeit", die der Verarbeitungszeit entspricht, die zur Verarbeitung eines Ereignisimpulses nötig ist. Solange der Integrator beschäftigt ist, solange er also integriert oder integrierte Signale zur Pufferstufe weiterleitet, steht er nicht zur. Verfügung, Impulse der positionsgebenden Matrix von nachfolgenden Szintillationsereignissen zu verarbeiten.

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Die "Eingabetotzeit" begrenzt die Zählrate des Impulsverarbeitungssystems.

Eine Verkürzung der "Eingabetotzeit" durch Verkürzung der Integrationszeit zwecks Verbesserung der Zählrate ist unbefriedigend. Denn eine verkürzte Integrationszeit führt zu einer Verschlechterung der Auflösung der Szintillationskamera. Um genaue und repräsentative Signale für die Ereignispositionen zu erhalten, müssen auch Änderungen des Momentanwertes eines positionsgebenden Signals über eine angemessene Zeitspanne hinweg in Betracht gezogen werden. Eine Verringerung dieser Zeitspanne mit der Folge, daß die Integrationszeit verkürzt wird, führt dazu, daß die sich ergebenden Werte der positionsgebenden Signale weniger repräsentativ werden und daß sich gleichzeitig die Fehlerrate erhöht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Szintillationskamera der eingangs genannten Art anzugeben, die eine verbesserte Zählrate ohne Einbuße an Auflösung gewährleistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Szintillationskamera enthält also einen ersten Integrator, um die elektrischen positionsgebenden Signale zu integrieren, die als Folge eines ersten erfaßten Strahlungsereignisses abgegeben werden. Ein dem ersten Integrator parallel geschalteter zweiter Integrator integriert die elektrischen positionsgebenden Signale eines zweiten Ereignisses, während der erste Integrator die Signale des ersten Ereignisses noch verarbeitet.

j « ι» α * β

W I

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Solche parallel geschaltete Integratoren erhöhen die Leistungsfähigkeit der Szintillationskamera, da sie die Integration von gegenwärtig einlaufenden positionsgebenden Signalen durch den einen Integrator ermögliehen, während der andere Integrator gerade ein vorhergehendes Ereignis verarbeitet. .Ό'-Λβΐ wird die "Totzeit" der Integratorschaltung reduziert, ohne daß gleichzeitig die Integrationszeit für ein Ereignis verringert wird.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung und in Verbindung mit den Unteransprüchen. Es zeigen:

Fig. 1 ein schematisches Schaltungsdiagramm der Elektronik einer nach dem Anger-Prinzip arbeitenden Szintillationskamera, die zwei parallele Integratoren nach der Erfindung enthält,

Fig. 2 ein detailliertes schematisches Schaltungsdiagramm der Integratorelemente A12, A13 und A14 aus Fig. 1,

Fig. 3 ein detailliertes schematisches Schaltungsdiagramm des Integratorelements A26 aus Fig. 1, und

Fig. 4 ein schematisches Diagramm eines Integratorelements nach dem Stande der Technik, das den Elementen A12, A13 und A14 in Fig. 1 entspricht.

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Gemäß Fig. 1 enthält eine nach dem Anger-Prinzip arbeitende Szintillationskamera eine größere Zahl von Fotovervielfacherröhren PM1 bis PMn (gewöhnlich sind η = 19 oder 37 Röhren sind in einer hexagonalen Anordnung hinter dem Szintillationskristall angebracht), die zusammen ein Szintillationsereignis erfassen, das durch den Aufprall eines Gammastrahls auf dem Szintillationskristall ausgelöst wird. Der Einfachkeit halber sind in Figur 1 nur die mit den ersten drei Potovervielfacherröhren PM1, PM2 und PM3 verknüpften Schaltungsanordnungen im Detail wiedergegeben. Die Figur 1 ist im einzelnen nur soweit beschrieben, wie dies zum Verständnis der Grundlagen, Struktur und Funktionsweise der die Erfindung betreffenden Integratorschaltung notwendig ist. Bezüglich der Einzelheiten der weiteren Eigenschaften des dargestellten Schaltungsprinzips wird auf das US-Patent 3,011,057 (Anger) und auf das US-Patent 3,984,689 (Arseneau) verwiesen.

Die Ausgänge der FotovervielfacherrOhren PM1 bis PMn sind getrennt an zugeordnete Vorverstärker A1 mit Kondensatoren C1 und Rückkopplungswiderständen R62, R63, R64 angeschlossen. Jede Vorverstärkerschaltung A1 hat einen Ausgang, der an einen separaten Schwellwertverstärker A2 angeschlossen ist. Jeder der Schwellwertverstärker A2 subtrahiert vom Ausgangssignal des vor hergehenden Vorverstärkers A1 eine vorgebbare Schwellenspannung. Die Schwellenspannung wird von einem Verstärker A23 mit einer Rückführungsschleife, in die ein Widerstand R46 geschaltet ist, geliefert. Die Schwellenspannung wird als Funktion der Energie des gerade auftretenden Szintillationsereignisses gebildet. Dies könnte man als dynamische Schwellwertspannung bezeichnen. Zu diesem Zweck werden ein Potentiometer R48

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und ein Vorwiderstand R47 sowie zwei einstellbare Widerstände R49, R50 in der dargestellten Schaltverknüpfung verwendet.

Die Vorverstärker A1 sind mit ihren Ausgängen auch über ohmsche Widerstände R15, R23, R35 direkt an eine Signalleitung Z_n CZ SCHWELLENFREI") einer Widerstandmatrix R11 bis R35 angeschlossen. Die Ausgangssignale der Vorverstärker A1 sind hier miteinander verknüpft. Sie stellen ein schwellenwertfreies Energiesignal Z_n.. bereit, das ein Maß für die Gesamtenergie des betreffenden Szintillationsereignisses ist. Das schwellwertfreie Energiesignal Z . wird auf einen Taktkreis T gegeben. Es wird auch durch einen Verstärker A24 mit Rückführwiderstand R52 und einen Verstärker A25 einem Integrationselement A26 zugeleitet, das ein integriertes Energiesignal erzeugt, welches als Eingangssignal in einen Energieanalysator 21 eingegeben wird. Der Energieanalysator 21 ermittelt, ob die Energie des nachgewiesenen Ereignisses in ein vorgewähltes Energiefenster fällt oder nicht, d.h. ob das Ereignis "gültig" oder "ungültig" ist.

Das integrierte Energiesignal am Ausgang des Integrationselementes A26 wird außerdem mittels des erwähnten variablen Widerstandes R50 zum Eingang des Summierverstärkers A23 rückgekoppelt. Es beeinflußt damit dynamisch das am Verstärker A23 anliegende Schwellenspannungssignal.

Die Schwellwertverstärker A2 arbeiten so, daß sie die Ausgangssignale der Vorverstärker A1 jedesmal dann an die Widerstandmatrix R11 bis R35 und von dort an Summierverstärker A4 bis A8 weiterleiten, wenn das Ausgangssignal des entsprechenden Vorverstärkers A1 den Wert der Schwellenspannung überschreitet. Falls

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das Ausgangssignal irgendeines Vorverstärkers A1 unter dem Schwellenwert liegt, ist das Ausgangssignal des zugeordneten nachfolgenden Schwellwertverstärkers A2 im wesentlichen Null.

Aus den AusgangsSignalen der Vorverstärker A1, die die Schwellenwerte der Verstärker A2 überschreiten, bilden die Widerstandsmatrix und die Summierverstärker A4 bis A8 positionsgebende Koordinatenausgangssignale +Y, -Y, +X und -X sowie ein an einem Schwellwert orientiertes Energiesignal Z^. Die Ausgangssignale +Y, -Y werden in einen Differenzverstärker A9 eingegeben, der die Ausgangssignale +Y und -Y zu einem einzigen erelgnispositionsgebenden Koordinatensignal Y verknüpft. In entsprechender Weise erzeugt ein Differenzverstärker A10 ein einziges positionsgebendes Koordinatensignal X. Das Energiesignal Z₊ passiert in einfacher Weise einen Verstärker A11. Die sich so ergebenden Signale X, Y und Z₊ dienen als Eingabesignale für drei Integratorelemente A12, A13 bzw. A14.

Die Integratorelemente A12, A13 und A14 haben jeweils die in Figur 2 gezeigte Struktur. Jedes Element A12, A13, A14 umfaßt also wenigstens zwei parallel geschaltete Integratoren 11 und 12. Je ein Eingangsschalter S11, S12 ist in Serie an den entsprechenden Eingang der Integrator 11 bzw. 12 geschaltet. Die Schalter S11, S12 bestimmen denjenigen Integrator, der die Signale X, Y oder Z aufnehmen wird, die von der Widerstandsmatrix R11 bis R35 (vgl. Figur 1) dem Eingang des Integratorelements A12, A13 bzw. A14 zugeleitet werden. Je zwei Ausgangsschalter S21, S22 sind in Serie an die entsprechenden Ausgänge der Integratoren 11, 12 geschaltet.

Sie bestimmen, welches der beiden Integratorausgangs-

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signale im betreffenden Integratorelement A12, A13 oder A14 an einen Puffer B1, B2 bzw. B3 weitergeleitet wird.

Jeder Integrator 11, 12 besteht aus einem Operationsverstärker AM1 bzw. AM2 mit einem Kondensator C11 bzw. C12 im Integrationskreis, wie in Figur 2 dargestellt ist. Je ein dem Kondensator C11, C12 parallel geschalteter Schalter S31 bzw. S32 dient zur Rücksetzung des Integrators 11 bzw. 12 durch Kurzschließen des Kondensators zu bestimmten Zeitpunkten. Obgleich die parallele Integratorenanordnung gemäß Figur 2 nur zwei Integratoren 11, 12 enthält, können zusätzliche Integratoren mit entsprechend zugeordneten Schaltern parallel geschaltet werden. Mittels eines weiteren Schalters S40 kann der Eingang des betreffenden Integratorelements A12, A13 oder A14 kurzgeschlossen werden, wenn weder der Schalter S11 noch der Schalter S12 leitend ist, d.h. wenn alle vorhandenen Integratoren 11, 12 gerade arbeiten.

Figur 4 zeigt eine Integratorenanordnung mit einem einzelnen Integrator 13 entsprechend dem im US-Patent 3,984,689 beschriebenen Stand der Technik. Dieser bekannte Integrator 13 setzt sich aus einem einzigen Verstärker AM3, einem einzigen integrierenden Kondensator C2, einem einzigen Eingangsschalter S1 und einem einzigen zurücksetzenden Schalter S2 zusammen. Im Stande der Technik würde man diesen konventionellen Integrator 13 als Integratorelement A12, A13 und/oder A14 mit den eingangs geschilderten Nachteilen einsetzen.

Der Eingangsschalter S1 liegt nach Figur 4 mit dem Eingang des Verstärkers AM3 in Serie. Er ermöglicht es, den Integrator 13 von weiteren Signalen der

λ α ρ w β

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Fotodetektoren ΡΜ1 bis EMn abzuschalten, und zwar solange, bis ein erfaßter Impuls verarbeitet ist. Bei dieser Anordnung des Standes der Technik verhütet also der Schalter S1, daß eine anschließend ausgelöste Szintillation durch ihre Impulse die Werte im Integrator 13 verändern, solange die Analyse der Integratorinformationen der vorhergehenden Szintillation noch andauert. Dies ist von Bedeutung, wenn die Impulse zweier aufeinanderfolgender Ereignisse bereits soweit auseinanderliegen, daß . eine Erkennungs- und Austastschaltung 15 (Figur 1) für Aufsetzpulse, die auf der abfallenden Flanke eines gültigen Pulses aufsitzen, noch nicht zur Unterdrückung des Aufsetzpulses aktiviert wird; wenn die Impulse der beiden Ereignisse vielmehr so kurz aufeinanderfolgen, daß sie beide gemeinsam die Ladung im Integrator 13 beeinflussen würden. Durch den Schalter S1 wird der Integrator 13 in einem solchen Fall von den Fotodetektoren abgeschaltet, sobald der erste Impuls aufgetreten ist. Der zweite kurz darauf folgende Impuls kann also nicht mehr zum Ladungsaufbau führen, und zwar so lange, bis der Eingangsschalter S1 den Integrator 13 wieder an die Fotodetektoren anschließt.

Wenn, wie im US-Patent 3,984,689 beschrieben, der integrierte Wert eines schwellwertfreien Energiesignals für ein bestimmtes Ereignis in die Grenzen des vorgewählten Energiefensters fällt, wird vom Analysator 21 (vgl. Figur 1) eine Torsteuerungsschaltung 16 betätigt", die wiederum die Eingangstore von Abtast- und Haltevorrichtungen B1, B2 und B3 öffnet. Die integrierten Signale Y, X und Z, der Kondensatoren C2 (vgl. Figur 4) der Integratorelemente A12, A13 und A14 können dann von den Abtast- und Haltevorrichtungen B1, B2 bzw. B3 aufgenommen werden., Anschließend werden die Kondensatoren C2 mit Hilfe der Schalter S2 (vgl. Figur 4) entladen.

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Die Integratoren sind, erst jetzt wieder in der Lage, nachfolgende Eingangsimpulse zu verarbeiten. Impulse eines zweiten oder jeden weiteren Ereignisses, die während der "Eingabetotzeit" des bekannten Integrators anfallen, d.h. in der Zeit, während der der Integrator

mit der Integration oder dem Weiterleiten der integrierten Signale zur Pufferstufe beschäftigt ist, werden nicht verarbeitet und sind daher für die diagnostische Auswertung verloren.

Eine Anordnung aus parallelen Integratoren 11, 12 gemäß vorliegender Erfindung mindert den Informationsverlust während der "Eingabetotzeit". Wie beim Stand der Technik nach der Figur 4 werden auch bei der Schaltung nach Figur 2 Impulse, die für ein erstes Ereignis anfallen, zu einem einzigen Integrator 11 weitergeleitet. Der Schalter S11 ist dabei geschlossen, und der Schalter S12 ist offen. Entsprechend dem Stand der Technik wird auch der Schalter S11 geöffnet, nachdem der Kondensator C11 durch den ersten Ereignisimpuls aufgeladen wurde.

Dies geschieht, um zu verhüten, daß nachfolgende Impulse die Ladung des Kondensators C11 innerhalb der Zeit verändern, in der die im Kondensator C11 gespeicherte Ladung gehalten und an die nachgeschaltete Pufferstufe B1, B2 oder B3 weitergeleitet wird. Im Gegensatz zirm Stand der Technik ist jedoch der weitere parallele Integrator 12 vorhanden. Der Schalter S12 des parallelen Integrators 12 schließt sich, wenn der Schalter S11 sich öffnet und für den Integrator 11 die 'Eingabetotzeit" beginnt.

Ein dem ersten Impuls nachfolgender zweiter Impuls, der einem zweiten Ereignis entspricht (das noch während der "Belegt"-Zeit des Integrators 11 auftritt, das aber nicht so dicht am ersten Ereignis liegt, um von der Erkennungsund Austastschaltung 15 als Aufsetzpuls eliminiert zu werden} kann vom Integrator 12 integriert werden. Nach-

& · η β

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dem der Kondensator C12 des zweiten Integrators 12 geladen ist, öffnet sich der Schalter S12. Die Kondensatorladung wird gespeichert und kann dann vom Integrator 12 an die nachfolgende Pufferstufe B1, B2 oder B3 weitergeleitet werden. Die Weiterleitung von Integrationssignalen zur betreffenden Pufferstufe erfolgt durch wechselweises Zu- und Abschalten der Signalausgänge der Integratoren 11, 12 zu der Pufferstufe mittels der Schalter S21 oder S22.

Die Funktion der Schalter S11, S12 wird von der Erkennungs- und Austastschaltung 15 gesteuert. Die Schalter S11 und S12 arbeiten so, daß immer einer von ihnen geschlossen wird, wenn ein Eingangssignal anliegt und der zugeordnete Integrator gerade nicht belegt ist. Manchmal sind auch beide Schalter S11 und S12 offen, während der Schalter S40 geschlossen ist, so daß der Eingang des jeweiligen Elements A12, A13 oder A14 gegen Masse kurzgeschlossen ist.

Die Erkennungs- und Austastschaltung 15 dient auch als Synchronisierschaltung für die Betätigung der Rücksetzschalter S31 und S32. Sobald ein Ereignis entweder an eine nächste Verarbeitungsstufe weitergeleitet oder ein Ereignis abgewiesen wurde, werden die Integratoren 11, 12 mittels der Schalter S31 bzw. S32 durch Entladen der Kondensatoren rückgesetzt.

Figur 3 zeigt die Struktur des Integratorelements A26 von Figur 1. Der Aufbau ist dem des in Figur 2 dargestellten Elements A12, A13 oder A14 ähnlich. Der Schaltungseingang empfängt Impulssignale, die ein Maß für die Gesamtenergie der erfaßten Ereignisse sind. Diese Signale werden nach der Integration vom oberen Ausgang an den Analysator 21 weitergeleitet. Der Schalter S11

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und S12 arbeiten wie die Schalter S11 und S12 der Elemente A12, A13 oder A14 in Figur 2. Der Integrator 12 verarbeitet also Impulse nachfolgender Ereignisse, wenn der Integrator 11 mit dem Integrieren und Weiterleiten integrierter Signale eines vorhergehenden Ereignisses beschäftigt ist. Das Element A26 besitzt jedoch einen zweiten (unten eingezeichneten) Ausgang und zusätzliche Schalter S51 und S52, die wechselweise den Ausgang des Integrators 11 oder jenen des Integrators 12 mit der Schaltung zur Erzeugung der dynamischen Schwelle und der Eingangsschaltung für die Erkennungsund Austastschaltung 15 verbinden, so wie es in Figur 1 dargestellt ist. Wie durch die gestrichelten Linien in Figur 3 dargestellt, wird der Schalter S51 geöffnet, wenn auch der Schalter S11 geöffnet wird, und er wird geschlossen, wenn auch der Schalter S11 geschlossen wird. Dar Schalter S52 hingegen wird so gesteuert, daß er in seinen Schaltstellungen immer jenen des Schalters S12 entspricht.

Der Analysator 21 entscheidet, ob Signale von den Integratorelementen A12, A13 und A14 zu den Puffern B1, B2 und B3 (Figur 1) weitergeleitet werden oder nicht. Der integrierte Wert des schwellwertfreien Signals Z am Ausgang des Integrators 26 wird vom Analysator 21 daraufhin überprüft, ob er in die Grenzen des vom Anwender gewählten Energiefensters fällt oder nicht. Wenn der Wert hineinfällt und damit akzeptabel ist, aktiviert der Analysator 21 die Torsteuerungsschaltung 16, die wiederum Eingangstore der Abtast- und Haltevorrichtungen B1, B2 und B3 öffnet, damit diese die ausgewählten Ausgangssignale des Integrators 11 oder 12 empfangen können. Die integrierten Signale des ersten oder zweiten Integrators 11, 12 der Integratorschaltungen A12 bis A14 mit Doppelintegrator können dann wechselweise über die Ausgangsschalter S21 und S22 von den Abtast- und Haltevorrichtungen B1 bis B3

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übernommen werden. Es soll hier noch einmal erwähnt werden, daß die Ausgangsschalter S21, S22 so geschaltet sind, daß jeweils nur das Integrationsergebnis eines einzigen Ereignisses an den Ausgang geleitet wird.

Die Funktionsweise wird nochmals anhand der Verarbeitung eines Y-Positionskoordinatensignals verdeutlicht. Das X- und Z.-Signal unterliegt gleicher Betrachtungsweise. Sobald ein erster Y-Signalimpuls am Eingang des EIements A12 erscheint, wird er zum ersten Integrator (der Schalter S11 ist geschlossen, die Schalter S12, S40 sind offen) weitergeleitet. Nachdem die eingestellte Integrationszeit abgelaufen ist (dabei ist angenommen, daß kein Aufsetzpuls erkannt wurde und daß der Analysator 21 den Impuls weiterleitet), wird der Integrator 11 vom Eingang des Elements A12 abgetrennt (der Schalter S11 ist jetzt offen). Das im Kondensator C11 gespeicherte, integrierte Signal wird an den Puffer B1 weitergeleitet (der Schalter S21 ist geschlossen, der Schalter S22 ist offen). Ein während dieser "Eingabetotzeit" des Integrators 11 anfallender zweiter Ereignisimpuls wird dem zweiten Integrator 12 (der Schalter S12 ist geschlossen, die Schalter S11, S40 sind offen) zur Integration zugeführt. Nach Ablauf der eingestellten Impulsintegrationszeit wird das integrierte Ausgangssignal des Integrators 12 für das zweite Ereignis an den Puffer B1 weitergeleitet (der Schalter S21 ist offen, der Schalter S22 ist geschlossen). Wird nun ein drittes Ereignissgnal erfaßt, so wird dieses wieder dem ersten Integrator 11 zugeleitet (der Schalter S11 ist geschlossen, die Schalter S12, S40 sind offen), und zwar unter der Voraussetzung, daß der erste Integrator 11 die Verarbeitung des vorletzten (hier: des ersten) Impulses beendet hat. Falls die Verarbeitung dieses Impulses noch nicht beendet ist, bleibt der Schalter S11

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(der Schalter S12 ist ebenfalls noch offen), und der Schalter S40 wird geschlossen, um den Eingang des Elements 26 gegen Masse zu schalten.-Falls die Integratoranordnung mehr als zwei Integratoren 11, 12 enthält, können die zusätzlichen Impulse zu diesen weiteren Integratoren geschaltet werden.

Die zu den Puffern B1, B2, B3 geleiteten integrierten Signale X, Y und Z. werden dann gemäß Figur 1 in eine Verhältniswert-Berechnungsschaltung eingegeben. Diese besteht aus zwei Verstärkern A15, A16 mit Multipliziergliedern 17 bzw. 18 und vorgeschalteten Widerständen R26 bzw. R27. Dort werden die Signale X und Y durch das Schwellenwertenergie signal Z₊. dividiert. Es werden so normalisierte Positionskoordinatensignale X und Y für das Bildereignis erzeugt. Die normalisierten Signale X und Ϋ werden daraufhin über Puffer B4 bzw. B5, über eine Orientierungsschaltung mit Schaltern P1 bis P8 sowie in dargestellter Weise beschaltete Horizontal- und Vertikalverstärker A17, A19 und Integrationsverstärker A18, A20 den Horizontal- und Vertikaleingängen HOR CRT bzw. VER CRT einer Kathodenstrahlröhre zugeleitet. Das Z +-Signal wird über eins Helltasteinrichtung 20, S14, S15 und über einen geeignet beschalteten (C7, R42, R43) Helltastverstärker A21 auf den Helltasteingang G CRT der Kathodenstrahlröhre gegeben. Einzelheiten der Funktionsweise der Z-Darstellungssteuereinheit 20 sowie der vorgeschalteten Zeitschalter S14, S15 im Zusammenhang mit der Orientierungsschaltung P1 bis P8 sind z.B. aus der US-PS 3,984,689 (Arseneau) bekannt.

Für Szintillationsereignisse, deren Energiesignale (ohne Schwellwert) Z ,. in die Grenzen des vorgewählten Energiefensters fallen, erzeugt die Kathodenstrahlröhre

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Anzeigepunkte auf dem Bildschirm, welche positionsmäßig mit den von der Verhältniswert-Berechnungsschaltung erhaltenen Positionskoordinaten X und Y übereinstimmen. Die Orientätionsschalter P1 bis P8 stellen sicher, daß die korrekte Orientierung bezüglich der Ablenkungssignale X und Y vorhanden ist.

Die Erfindung wurde lediglich mit besonderem Hinblick auf eine bevorzugte AusfUhrungsform beschrieben. Jene Fachleute, die mit dem Gebiet, auf dem die Erfindung liegt, vertraut sind, werden, nachdem sie die Erfindung verstanden haben, sich darüber klar werden, daß verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne daß vom Charakter und Rahmen der Erfindung - wie

.15 in den beiliegenden Ansprüchen definiert- abgewichen wird. Es ist selbstverständlich, daß die Auswahl, Verknüpfung und Anordnung verschiedener Komponenten der beschriebenen Anordnungen im Rahmen der Erfindung vielfältig geändert werden kann, um individuellen Wünschen und Erforderungen nachzukommen.

4 Patentansprüche
4 Figuren

Claims

- t? - VPA 82 P 7410 DE Patentansprüche

Szintillationskamera mit einer Mehrzahl von über einem Szintillationskristall angeordneten Fotodetektoren und einer Schaltungsanordnung zur Ermittlung der Position eines Szintillationsereignisses auf dem Szintillationskristall aus den Ausgangssignalen der Fotodetektoren, welches Szintillationsereignis vom Szintillationskristall bei Strahlungsaufprall hervorgerufen wird, wobei die Schaltungsanordnung eine Integrationsschaltung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß die IntegrationssabaLtung für jedes zu integrierende Signal wenigstens zwei parallel geschaltete Integratoren (11, 12) umfaßt, die wechselweise aufeinanderfolgende Signale integrieren.
2. Szintillationskamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jedem der Integratoren (11, 12) Schalter (S11, S12, S21, S22, S40) zur Zuschaltung von zu integrierenden Signalen zu den Integratoren und zum Weiterschalten integrierter Signale von den Integratoren zugeordnet sind derart, daß ein Integrator ein Signal eines Ereignisses integriert, während ein anderer Integrator das von ihm integrierte Signal eines vorausgegangenen Ereignisses weiterschaltet.
3. Szintillationskamera nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Integrator (11, 12) einen Rücksetzschalter (S31, S32) zum Zurücksetzen nach Weiterschalten des von ihm integrierten Signals umfaßt.
4. Szintillationskamera nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer Parallelschaltung aus wenigstens zwei Integratoren (11, 12) ein Puffer (B1, B2, B3) für ausgegebene integrierte Signale nachgeschaltet ist.