DE2946006A1

DE2946006A1 - Einrichtung zum abbilden ferner strahlungsquellen

Info

Publication number: DE2946006A1
Application number: DE19792946006
Authority: DE
Inventors: Christopher Haley Tosswill
Original assignee: Corning Netoptix Inc
Current assignee: Corning Netoptix Inc
Priority date: 1978-11-17
Filing date: 1979-11-14
Publication date: 1980-05-29
Also published as: BE880101A; IT1119493B; GB2038131A; GB2038131B; JPS5576968A; IT7969225A0; NL7908351A; FR2441855B1; FR2441855A1; CA1143484A; US4278891A

Description

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GALILEO ELECTRO-OPTICS CORPORATION GALILEO PARK, Stürbe dge, _Mass< (_V.St.A.)

Einrichtung zum Abbilden ferner Strah "lungsquel len

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung genä'ß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Einrichtungen der hier interessierenden Art eignen sich besonders für die Lokalisierung astronomischer Körper.

Aus der US-PS 4ü 90 080, auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird, ist eine Einrichtung zur Abbildung einer nahen Strahlungsquelle (Nahfeldstrahlung), z.B. uev Gammastrahlungsemission von Radioisotopen in einem Patienten im Zuge einer medizinischen Untersuchung bekannt. Die Einrichtung enthält einen Spaltkollimator, dessen Spalte durch parallele, Strahlungsabsorbierende Flächengebilde, wie plattenförmige Bfeche, begrenzt sind. Der Kollimator wird um eine Achse gedreht und die Strahlung, die durch die verschiedenen Spalte fällt, wird bei vielen Winkelstellungen des Kollimators durch entsprechende Strahlungsdetektoren gemessen. Die gewünschte, landkartenartige Abbildung wird dann durch Lösen einer Vielzahl simultaner Gleichungen mittels bekannter Komputerprogramme gelöst.

In der oben angegebenen Patentschrift wird erwähnt, daß

man zur Herstellung solcher landkartenartiger Abbildungen auch schon Kollimatoren mit einer Wabenstruktur verwendet hat, indem man bei stationärem

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Koilimator eine einzige Aufnahme gemacht hat, wobei jeder Kanal des Kollimators einen anderen Teil der Strahlungsquelle oder des Strahlungsfeldes abbildet. Kanalkollimatoren sind auch schon in der Röntgenastronomie verwendet worden, bei der die Strahlungsquelle soweit entfernt ist (Fernfeldabbildung), daß auf alle Kanäle der gleiche Strahlungsfluß fällt. Der Kollimator wird bei dieser Anwendung zur Abtastung eines Rasters um orthogonale Achsen geschwnkt.

Wie auch im Nahfeldfalle liegt eines der Hauptprobleme bei der Fernfeldabbildung mit Kanalkollimatoren darin, daß die Empfindlichkeit abnimmt und es entsprechend länger dauert, bis der Kollimator genügend Strahlung für die Herstellung eines Bildes durchgelassen hat, wenn man die Kanäle zur Erhöhung des Auflösungsvermögens enger macht.

An anderer Stelle ist eine Einrichtung zur Fernfeldabbildung beschrieben, die einen Kollimator enthält, der um seine eigene Achse qpdreht wird, während sich diese Achse um eine feste Achse bewegt, die auf das Gesichtsfeld des Kollimators als Ganzes gerichtet ist.Während jeder Umdrehung des Kollimators um seine Achse fällt Strahlung von der Strahlungsquelle durch den Kollimator. Die Stellung des Kollimators bezüglich seiner Achse und die Winkellage der KoIlimatorachse bezüglich der festen Drehachse in dem Zeitpunkt, in dem die Strahlung durch den Kollimator fallen kann, bestimmen eine Anspracheebene. Durch Auswertung der Daten mit einem Komputer wird der Schnitt der Anspracheebenen ermittelt, der eine genau auf die Quelle zeigende Gerade darstellt. Wenn mehrere Strahlungsquellen vorhanden sind, gibt es eine entsprechende Anzahl von Schnitten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die nur um eine einzige Achse bewegt zu v/erden braucht, ohne daß hierfür Zugeständnisse an die Empfindlichkeit und das Auflösungsvermögen gemacht werden müssen.

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Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Einrichtung gemäß der Erfindung enthält generell einen Kollimator mit einer Vielzahl von Teilen, deren Transmissionsvermögen für den Kollimator von einer vorgegebenen Quelle erreichende Strahlung für eine vorgegebene Orientierung des Kollimators von Teil zu Teil verschieden ist; Diese Transmissionsvermögen werden in Abhängigkeit von der Zeit geändert und die Strahlung, die durch die einzelnen Teile fällt, wird für aufeinanderfolgende Werte der jeweiligen Transmissionsvermögen wahrgenommen bzw. gemessen.

Bei einer bevorzugten Ausführungs form der Erfindung hat der Kollimator Spalte, die durch Strahlungsabsorbierende, vorteilhafterweise ebene Flächengebilde, wie Platten oder Bleche,begrenzt werden, die in Ebenen liegen, welche sich in einer gemeinsamen Brennlinie schneiden, und die Transmiss ionsvermögen der Spalte werden dadurch zeitlich geändert, daß man den Kollimator um eine Achse dreht, die auf sein Gesichtsfeld zeigt und senkrecht auf der Brennlinie steht.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, deren einzige Figur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt.

Die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung enthält einen Kollimator 10 mit beabstandeten, Strahlungsabsorbierenden Flächengebilden oder Platten 12, welche im wesentlichen so ausgebildet sein können, wie es in der US-PS 40 90 080 beschrieben ist. Die Platten 12 verlaufen jedoch nicht parallel zueinander, sondern liegen in Ebenen 14, die sich in Verlängerung der Platten in einer gemeinsamen Brennlinie 16 schneiden. Bei einer typischen, bevorzugten Ausführungsform des Kollimators hat dieser einhundert Platten 12, die gleiche Winkelabstände voneinander haben und ein Gesamtgesichtsfeld von 10° um die Achse 16 ergeben.Die Platten 12 haben

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eine genügende Ausdehnung in Richtung der Achse 16, so daß sich etwa das gleiche Gesichtsfeld von 10° um eine Achse 18 ergibt, die senkrecht zur Achse 16 verläuft, wie aus der Zeichnunq ersichtlich ist.

Zwischen den konvergierenden Enden jedes Paares von benachbarten Platten 1? ist ein eigener Detektorstreifen 20 angeordnet, der parallel zur Achse 16 verläuft. Es können dieselben Detektoren verwendet werden, wie sie in der oben erwähnten US-PS 40 90 080 beschrieben sind.

Der Kollimator und die Detektoren sind mittels geeigneter, nicht dargestellter Halterungs- und Lagerungsvorrichtungen so montiert, daß sie unter Steuerung durch einen Antrieb 24 um 180° um eine Achse 22 geschwenkt werden können, welche senkrecht zu den Achsen 16 und 18 verläuft.

Mit den Detektoren 20 ist eine konventionelle Signalverarbeitungsschaltung 26 verbunden, um die im Betrieb de» Einrichtung gemessene Information vorzuverarbeiten. Zur Datenauswertung dient dann ein Komputer (EDV) 28. Der Antrieb 24 enthält vorzugsweise einen Schrittmotor und liefert Taktimpulse an den Komputer 28.

Die Platten 12 haben längs der Ebenen 14 vorteilhafterweise eine solche Ausdehnung, daß jede mittkere Blickebene 30, welche einen Kollimatorspalt 31 zweiteilt, parallel zu der "Grenzblickebene" 32 eines benachbarten Spaltes 31 verläuft, welche sich vom vorderen Rand 34 der einen Platte 12 zum rückwärtigen Rand 36 der anderen Platte, die diesen Spalte begrenzt, erstreckt.

Die Einrichtung wird so eingerichtet, daß die Achse 22 auf den vermuteten Ort der abzubildenden Strahlungsquelle zeigt, z.B. einen Himmelskörper, so daß sich die Strahlungsquelle im Gesamtblickfeld des Kollimators befindet. Der Antrieb 24 wird dann angestellt und der Kollimator 10 in Schritten um 180° um die Achse 22 geschwenkt. Nach jedem Schwenkschritt werden die Detektoren 20 eingeschaltet und Meßwerte erzeugt.

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Bei einer vorgegebenen Winkellage des Kollimators bezüglich der Achse 22 findet ein Empfang von Strahlung von einer vorgegebenen Strahlungsquelle innerhalb des Gesichtsfeldes in erster Linie durch einen einzigen Spalt und den zugehörigen Detektor 20 statt, wenn auch ein gewisser Empfang durch benachbarte Spalte eintreten wird. Mit anderen Worte» gesagt, hat die Nichtpara1IeIitat der Platten 12 die Wirkung, daß die Spalte für eine vorgegebene Winkellage des Kollimators unterschiedliche Transmissionsvermögen für die Strahlung von einer vorgegebenen Strahlungsquelle haben. Die Drehung des Kollimators dient dazu, diese Transmissionsvermögen in Abhängigkeit von der Zeit zu ändern. Die Signalverarbeitungsschaltung 26 wird im allgemeinen die Ansprache jedes Detektors 20 für jede Winkelstellung des Kollimators bezüglich der Achse 22 ermitteln. Die diesen Meßwerten entsprechenden Daten, und die Winkelstellung bezüglich der Achse 22, bei der die Meßwerte ermittelt worden sind, werden in den Komputer 28 eingegeben. Der Komputer ermittelt aus diesen Daten nach einem FYogramm, das im wesentlichen dem in der US-PS 40 90 080 erwähnten Programm entspricht, die Winkelkoordinaten (anstatt der Kartesischen Koordinaten beim Nahfeldfall) jeder StrahlungsquelIe im Gesichtsfeld des Kollimators.

Einrichtungen gemäß der Erfindung, welche divergierende Platten enthalten, lassen sich auch mit Erfolg für eine Nahfeldabbildung verwenden.

Die Platten 12 sollen im allgemeinen so dünn sein, wie es die mechanische Festigkeit und die erforderliche Strahlungsabsorption zulassen. Die Zwischenräume zwischen den Platten können gegebenenfalls ganz oder teilweise mit strahlungsdurchlässigem Material ausgefüllt sein, um die Mechanische Stabilität zu verbessern.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich z.B. dadurch abwandeln, daß man anstelle eines Schrittmotors im Antrieb 24 einen kontinuierlich arbeitenden Antriebsmotor verwendet, so daß der Kollimator nicht schrittweise sondern kontinuierlich gedreht wird, wobei dann die Zeit des Eintreffens jedes Photons und der Spalt durch den es eingefallen ist,

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registriert werden. Das unterschiedliche Transmissionsvermögen kann a'jch auf andere Weise als durch das Schrägstellen der Platten in bezug aufeinander erreicht werden und die Änderung des Transmiss!onsvermögens in Abhängigkeit von der Zeit läßt sich auch auf andere Weise als durch Drehen des Kollimators erreichen.

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L e e r s e i t e

Claims

US-Ser.No.961,671 M.November 1979

Filed: 17 November 1978 10679 Dr.v.B/E

GALILEO ELECTRO-OPTICS CORPORATION j/UILEO PARK, Sturbridge, Mass. (V.St.A.)

Einrichtung zum Abbilden ferner Strahlungsquellen Patentansprüche

y Einrichtung zum Abbilden ferner Strahlungsquellen mit einem Kollimator, dor mehrere strahlungsdurchlcissi ge Teile aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Transmiss ions vermögen der strahlungsdurchliissi gen Teile (31) des Kollimators (10) für die den Kollimator erreichende Strahlung von einer vorgegebenen Strahlungsquelle für eine vorgegebene Orientierung des Kollimators von Teil zu Teil verschieden ist; daß eine Vorrichtung (24) zur zeitabhängigen Änderung der Transmissions vermögen der Teile des Kollimators sowie eine Vorrichtung (20) zur Wahrnehmung der Strahlung, die durch die verschiedenen Teile des Kollimators bei verschiedenen Werten ihres Transmissionsvermögens fällt, vorgesehen sind.

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2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet, dai3 der Kollimator (10) ein Spaltkollimator ist, dessen Spalte durch beabstandete, strahlungsabsorbierende Platten begrenzt sind und daß benachbarte Platten nicht parallel zueinander verlaufen, so daß sich die unterschiedlichen Transmissionsvermögen ergeben.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzei chnet, daß die Platten (12) in Ebenen liegen, welche sich in einer gemeinsamen Brennlinie (16) schneiden.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch g e kennzei chnet, daß jedes Paar benachbarter Platten (12) din gleichen Winkel einschließt.
5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e kennzei chnet, daß die Ebene, die einen vorgegebenen Spalt halbiert, parallel zu einer Begrenzungsebene eines benachbarten Spaltes verläuft, welche als die Ebene definiert ist, die vom vorderen Rand einer Platte zum hinteren Rand einer benachbarten Platte verläuft.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 5, dadurch

gekennz?i chnet, daß die Vorrichtung zur Änderung der Transmissionsvermögen eine Vorrichtung (24) zumfewegen des Kollimators (10) in bezug auf die Strahlungsquellen enthält.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch g e kennzei chnet , daß die Vorrichtung zur Änderung der Transmissionsvermögen eine Vorrichtung zum Drehen des Kollimators (10) um eine Achse, die zum Gesichtsfeld des Kollimators hin gerichtet ist, enthält.
8. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Ändern des Transmissionsvermögens eine Vorrichtung zum Drehen des Kollimators um eine Achse (22), die senkrecht zu der Brennlinie (16) verläuft und auf das Gesichts-

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feld des Kollimators gerichtet ist, enthält.
9. Einrichtung zum Abbilden von Strahlungsquellen mit

einem Kollimator, der eine Vielzahl von Teilen aufweist, die für die Strahlung von einer dieser Quellen durchlassig ist, dadurch gekcnnzei cn net, daß das Transmi ssi onsverniögen der Teile für Strahlung, die den Kollimator von einer vorgegebenen Quelle erreicht, für eine vorgegebene Orientierung des Kollimators von Teil zu Teil verschieden ist; diß eine Vorrichtung zum zeitabhängigen Ändern der Transmissionsverniögen sowie eine Vorrichtung zur Wahrnehmung der Strahlung, die die einzelnen Teile bei aufeinanderfolgenden Werten ihre Transmissionsvermögens durchsetzt, vorgesehen sind, und daß der Kollimator ein Spaltkollimator ist, dessen Spalte durch im Abstand voneinander angeordnete, strahlungsabsorbierende Flächengebilde begrenzt sind, wobei benachbarte Paare dieser Flächengebilde derart nichtparallel zueinander verlaufen, daß sich die unterschiedlichen Transmissionsvermögen ergeben.

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