NL2026609B1

NL2026609B1 - Gammacamerainrichting en collimator

Info

Publication number: NL2026609B1
Application number: NL2026609A
Authority: NL
Inventors: Johannes Beekman Frederik
Original assignee: Milabs Bv
Priority date: 2020-10-02
Filing date: 2020-10-02
Publication date: 2022-06-03
Also published as: WO2022069936A1; CN116472475A; CA3194278A1; EP4222534A1; US20230408710A1

Abstract

Een gammacamerainrichting omvat een collimator met pinholes, die een objectruimte omgeeft voor opnemen van een object, een detectoroppervlak voor detecteren van door het object uitgezonden, en door pinholes van de collimator gegane gammastraling, en een besturing voor venNerken van de detectorsignalen tot een afbeelding van het object. De collimator en de objectruimte hebben een gezamenlijke langsas, waarbij de collimator meerdere verzamelingen van elk meerdere pinholes met een centrale lijn omvat. Van elke verzameling liggen de pinholes in een loodvlak op de langsas, waarbij de pinholes van de verzamelingen samen een focusvolume zien, welk focusvolume een zwaartepunt heeft. Binnen elke verzameling is de respectieve centrale lijn van elk van genoemde pinholes door een rotatie rond genoemde langsas af te beelden op de centrale lijn van elk van de andere pinholes van de verzameling.

Description

P34757NL00

GAMMACAMERAINRICHTING EN COLLIMATOR De uitvinding heeft betrekking op een gammacamerainrichting voor het vervaardigen van een afbeelding van een object met behulp van gammastraling, omvattende een collimator met pinholes, die een objectruimte omgeeft voor opnemen van het object, een detectieinrichting met ten minste een detector met een detectoroppervlak voor als detectorsignalen detecteren van door het object uitgezonden en door pinholes van de collimator gegane gammastraling, en een besturing die is ingericht voor verwerken van de detectorsignalen tot genoemd afbeelding van het object, waarbij de collimator en de objectruimte een gezamenlijke langsas hebben, waarbij de collimator meerdere verzamelingen van elk meerdere pinholes met elk een centrale lijn omvat, waarbij voor elk van genoemde verzamelingen de pinholes liggen in een loodvlak op de langsas, waarbij de pinholes van genoemde verzamelingen samen een focusvolume zien, welk focusvolume een zwaartepunt heeft.

Dergelijke gammacamerainrichtingen zijn bekend in de stand van de techniek. Zo brengt het bedrijf MILabs het VECTor-systeem op de markt, een gammacamera met een collimator die zogenaamde "clusterpinholes" heeft, die ook zijn beschreven in EP2073039.

Een nadeel van het bekende systeem is dat de verkregen beelden niet altijd scherp zijn, met name voor de hogere fotonenergieën, en/of dat het niet eenvoudig is om voldoende hoekinformatie te verkrijgen van het af te beelden object.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding om de bekende inrichting zodanig te verbeteren dat de scherpte toeneemt, vooral bij genoemde hogere fotonenergieën en/of dat het makkelijk is om voldoende hoekinformatie te verkrijgen.

De uitvinding bereikt een of meer van deze doelen althans ten dele met een gammacamerainrichting volgens conclusie 1.

Zonder zich aan een uitleg gebonden te achten, vermijdt of reduceert deze configuratie het bij de bekende gammacamera-inrichting waargenomen effect dat er sprake is van penetratie van de collimator door de straling ter plekke van het materiaal direct tussen de pinholes van één cluster of pinholesysteem. Zie daarvoor bijvoorbeeld figuur 2b van het geciteerde EP2073039, alwaar bijvoorbeeld de spitse top van het centrale onderdeel 30 vatbaar is voor deze penetratie, en aldus voor een afname van de resolutie. Bovendien is de afstand tussen naburige pinholesystemen in EP2073039 juist onnodig groot, omdat bijvoorbeeld de in de figuur 2b onderaan relatief ver naar buiten uitlopende pinholekegels ervoor zorgen dat de naburige cluster veel verder uiteen moeten worden opgesteld dan aan de andere zijde (bovenaan in de figuur) nodig zou zijn. In deze stand van de techniek zijn twee of meer pinholes die elk maar een deel van het focusvolume zien gecombineerd tot een pinholesysteem of cluster dat als geheel wèl het gehele focusvolume ziet. Elk van de pinholes in het pinholesysteem heeft dan een centrale lijn die een hoek maakt met het collimatoroppervlak ter plaatse.

Volgens de onderhavige uitvinding worden de pinholes van een cluster in feite 40 gescheiden van elkaar, en per ‘soort! gecombineerd in een loodvlak op de langsas van de collimator. Door deze maatregel lopen de pinholekegels van de pinholes in dat vlak meer (maar niet geheel)

evenwijdig, en zitten ze elkaar minder in de weg. Hierdoor zal er gemiddeld meer afstand tussen de pinholekegels zijn, en althans geen spits en dun gebied zoals in EP2073039 zijn, waardoor er minder penetratie en resolutieverlies optreedt. Alternatief of aanvullend kunnen ze relatief dichter bijeen worden geplaatst, zodat het eenvoudiger wordt om meer of althans voldoende hoekinformatie te verzamelen omtrent (de isotopenverdeling in) het object.

Een alternatieve uitleg gaat uit van een op zich bekende buisvormige gefocusseerde pinholecollimator, zoals bijvoorbeeld bekend uit het U-SPECT-I systeem, waarbij alle pinholes, die zijn verschaft in ringvormige opstellingen die elk liggen in een respectief loodvlak op de langsas van de collimator, zijn gericht op een en hetzelfde punt. Alle pinholes van de collimator hebben aldus onderling overlappende beeldvelden, waarbij het volume dat door alle pinholes, althans het merendeel daarvan, wordt gezien wordt aangeduid als het focusvolume. Ten opzichte van deze bekende gammacamerainrichting met deze bekende collimator verschaft de onderhavige uitvinding de verbetering dat alle pinholes een smaller beeldveld krijgen, bijvoorbeeld een beeldhoek die minimaal 50% tot bijvoorbeeld 75% van de oorspronkelijke beeldhoek bedraagt, en daardoor minder gevoelig zijn voor penetratie. De pinholes van een ringvormige opstelling zijn dan echter niet meer alle gericht op een en hetzelfde punt, het middelpunt of zwaartepunt van het focusvolume, maar excentrisch, d.w.z. gericht op een denkbeeldige cirkel rond genoemd punt in een loodvlak op de langsas van de collimator. Uiteraard is het voor complete overlap (waarbij hetzelfde centrale focusvolume als voorheen door de pinholes als geheel nog wordt gezien) dan wel nodig dat genoemd punt binnen het beeldveld van elke pinhole valt, maar het is voldoende als dat niet in een centrale lijn van het (of elk) beeldveld is maar meer naar de rand ervan toe. Het is nu weliswaar nodig om meerdere, zoals alle, pinholebeeldvelden per ringvormige opstelling te combineren om hetzelfde focusvolume te verkrijgen, maar door de kleinere beeldhoek per pinhole is het bijvoorbeeld mogelijk om meer pinholes per ringvormige opstelling in de collimator aan te brengen.

In de onderhavige aanvrage wordt met de centrale lijn bedoeld de lijn van maximale transmissie. Dit is vaak, doch niet noodzakelijkerwijs, de langs- of symmetrieas van een pinhole. Voorts wordt bedoeld met "de pinholes liggen in één vlak" dat elk van de pinholes met zijn punt of gedeelte van kleinste doorsnede, dus de "echte" pinholes, in één vlak liggen. Het beeldveld is het deel van de ruimte dat via de pinhole op de detector wordt afgebeeld. Het zwaartepunt van het beeldveld is het zwaartepunt van een homogeen lichaam met de contouren van het focusvolume.

Hier wordt opgemerkt dat het, om beeldvormingstechnische redenen, nuttig, zo niet noodzakelijk, is dat het zwaartepunt van het focusvolume ligt binnen de beeldhoek van een individuele pinhole. De mate waarin de centrale lijn van een pinhole schuin staat ten opzichte van de langsas van de objectruimte/collimator is dienovereenkomstig gekozen. Een en ander waarborgt dat in elke verzameling de beeldvelden van de pinholes een continu, gesloten volume vormen, waarvan het focusvolume deel uitmaakt. Dit focusvolume kan dan worden gezien als het deel van de ruimte dat door ten minste één pinhole van elke verzameling wordt gezien.

Het zal voorts duidelijk zijn dat de in de stand van de techniek genoemde voordelen voor een clusterpinhole, namelijk bruikbaar bij hogere fotonenergieën door de kleinere vereiste 40 openingshoek van de pinholes, evenzeer van toepassing is op de onderhavige uitvinding. Derhalve wordt voor een beschrijving van de aanvullende gunstige effecten van de onderhavige uitvinding verwezen naar alinea's 11 en 26 van EP2073039B1.

Zowel de hierboven gegeven uitleg als de omschrijvingen zullen nader worden toegelicht in de tekening en de beschrijving daarvan. Voorts zijn bijzondere uitvoeringsvormen van de uitvinding beschreven in de afhankelijke conclusies, alsmede in het nu volgende deel van de beschrijvingsinleiding.

In een praktische uitvoeringsvorm is elke pinhole uitgevoerd als een van vorm onveranderlijke doorgang in de wand van de collimator.

In een praktische uitvoeringsvorm zijn alle pinholes van de collimator ten opzichte van elkaar in een vaste, onveranderbare opstelling geplaatst. Bijvoorbeeld zijn alle pinholes uitgevoerd als van vorm onveranderlijke doorgang in de wand van de collimator, bijvoorbeeld in een fysieke ring van een of meer ringen die gestapeld de collimator vormen.

In uitvoeringsvormen passeert van een eerste verzameling van genoemde verzamelingen de respectieve centrale lijn, gezien vanuit de respectieve pinhole, genoemd zwaartepunt telkens rechts, en passeert van een tweede verzameling van genoemde verzamelingen de respectieve centrale lijn, gezien vanuit de respectieve pinhole, genoemd zwaartepunt telkens links. Met "rechts passeren" resp. "links passeren" wordt hier bedoeld dat de betreffende centrale lijn, gezien vanuit de bijbehorende pinhole, rechts resp. links langs het zwaartepunt van het focusvolume gaat, en dus dat zwaartepunt aan de linker- resp. de rechterkant houdt. Om symmetrieredenen kan dit voordelen hebben bij de reconstructie van de opgenomen beelden tot een isotopenverdeling.

In bijzondere uitvoeringsvormen omvat de gammacamerainrichting meerdere eerste verzamelingen en/of meerdere tweede verzamelingen. Dit verschaft de mogelijkheid om uit nog meer verschillende richtingen beeldinformatie te verzamelen, met name doordat de verschillende verzamelingen op verschillende afstand langs de langsrichting zullen liggen. Met voordeel verschilt het aantal eerste verzamelingen ten hoogste 1 van het aantal tweede verzamelingen, met meer voordeel zijn beide aantallen gelijk, hetgeen een mathematisch eenvoudigere opbouw van de collimator mogelijk maakt, bijvoorbeeld waarbij een eerste verzameling en een tweede verzameling spiegelsymmetrisch zijn verschaft in een loodvlak op de langsas en door het zwaartepunt van het focusvolume. Andere opstellingen zijn echter ook mogelijk.

In uitvoeringsvormen wisselen de eerste en tweede verzamelingen elkaar af, gezien in genoemde langsrichting. Met andere woorden zal er tussen elk tweetal eerste verzamelingen altijd één tweede verzameling zijn verschaft, en vice versa. Dit verschaft het volgende voordeel. Doordat alle pinholes in een verzameling enigszins schuin naar het object kijken, verschilt de beeldafstand van de ene kant van het beeld naar de andere kant in één richting betrekkelijk veel. Om hiervoor te compenseren is het gunstig als de pinholes van de naastgelegen verzameling schuin de andere kant op zijn gericht, zodat het deel van het beeld dat eerst het verst lag van de pinhole in de ene verzameling nu het dichtste bij de corresponderende pinhole in de naastgelegen verzameling ligt.

In uitvoeringsvormen passeren de centrale lijnen van zowel één of elke genoemde eerste verzameling, als de centrale lijnen van één of elke genoemde tweede verzameling genoemd 40 zwaartepunt op een afstand ongelijk nul. In feite vormen dan een pinhole van de eerste verzameling en een bijbehorende pinhole van de tweede verzameling samen een cluster zoals op zich bekend uit

EP2073039, maar omdat ze in deze uitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding fysiek verder van elkaar gescheiden zijn treedt er veel minder penetratie op. Zoals hierboven reeds gemeld dient bij voorkeur het zwaartepunt van het focusvolume echter steeds deel uit te maken van het beeldveld van individuele pinholes.

In het bijzonder verschilt genoemde afstand voor ten minste twee van de eerste verzamelingen en/of voor ten minste twee van de tweede verzamelingen. Aldus is het mogelijk om de pinholes uit de eerste of de tweede verzamelingen een nog kleinere beeldhoek te geven, en dus nog ongevoeliger voor penetratie, maar toch het focusvolume met behulp van alle pinholes van de eerste of de tweede verzamelingen af te beelden. Hierbij heeft een eerste deel van de pinholes een centrale lijn met een kleinere afstand tot het zwaartepunt en dat eerste deel "ziet" een binnenste deel van het focusvolume, terwijl een tweede deel van de pinholes op een grotere afstand het zwaartepunt passeert, en een buitenste deel van het focusvolume ziet. Uiteraard is een en ander uit te breiden naar grotere aantallen en verschillende afstanden. Dit is dus wel een expliciete uitzondering op het eerder hierboven gestelde dat elk pinholebeeldveld bij voorkeur het zwaartepunt zou bevatten. Deze uitvoeringsvorm komt in principe overeen met de n x n clusterpinholes van EP2073039, met n 2 3, waarbij het focusvolume eveneens wordt opgebouwd uit meer dan twee beeldvelden.

Men kan deze uitvoeringsvormen ook beschouwen als telkens een "waaier" van pinholebeeldvelden, waarbij de respectieve centrale lijnen van de pinholes verschillende hoeken maken met de respectievelijk bijbehorende lijn van genoemd pinhole naar genoemd zwaartepunt, een en ander zodanig dat de verschillende beeldvelden die zijn gericht onder de verschillende hoeken nog steeds samen het focusvolume afbeelden op de detector. Merk hierbij op dat de pinholes op ringen op verschillende afstand ook al verschillende hoeken maken.

In uitvoeringsvormen is ten minste één, en met voordeel elk van genoemde verzamelingen rotatiesymmetrisch rond genoemde langsas, met name door de pinholes per verzameling evenredig verdeeld over 360° te verschaffen. Hoewel dit niet noodzakelijk is, verschaft het de mogelijkheid om het grootst mogelijke aantal pinholes per verzameling te verschaffen met een vooraf bepaalde minimale afstand daartussen. Dit laatste dient uiteraard om te voorkomen dat alsnog penetratie optreedt. Hier wordt nadrukkelijk opgemerkt dat deze uitvoeringsvormen zowel per verzameling als in totaal meer pinholes mogelijk maken dan in de stand van de techniek, zodat de stralingsgevoeligheid evenredig kan toenemen.

In uitvoeringsvormen omvat de collimator een of meer ringvormige collimatordelen, elk met een of meer van genoemde verzamelingen. Aldus kan de collimator een enkele fysieke ring van collimatormateriaal met alle verzamelingen pinholes omvatten, of twee of meer als deelringen aan ten duiden fysieke ringen van collimatormateriaal, elk met hetzij één verzameling, hetzij meerdere verzamelingen. Desgewenst kan de collimator modulair zijn opgebouwd. Hierbij wordt opgemerkt dat met "ring" hier niet alleen een cirkel- of cilindrische ring wordt bedoeld, maar ook elk ander gesloten rondgaand lichaam, zoals een driehoek of andere veelhoek, zoals een bijvoorbeeld een zeshoek, een achthoek, etc.. Bovendien mag de, of elke, fysieke ring van collimatormateriaal zelf ook bestaan uit twee of meer onderdelen. Zo kan een ring uit twee halve cilinders zijn opgebouwd, of een x aantal 40 rechte plaatdelen die een x-hoek vormen, enzovoort.

In uitvoeringsvormen omvat de gammacamerainrichting voorts een aanvullende verzameling pinholes, bij voorkeur exact één aanvullende verzameling pinholes, waarvan de respectieve centrale lijnen genoemd zwaartepunt van het focusvolume doorsnijden. Deze aanvullende verzameling is dan bij voorkeur, uit symmetrieoverwegingen, geplaatst in een loodvlak op de langsas, 5 door het zwaartepunt. In het bijzonder zullen dan die centrale lijnen alle in een loodvlak op de langsas liggen. Merk op dat deze aanvullende verzameling niet wordt meegenomen in een eventuele afwisseling van eerste en tweede verzamelingen in de langsrichting van de collimator. Het is echter zeer wel mogelijk om ook deze pinholes te configureren in de geest van de onderhavige uitvinding, en wel door deze juist niet te richten op de langsas, in casu het zwaartepunt, doch eveneens excentrisch, d.w.z. de centrale lijnen van deze aanvullende verzameling pinholes zullen eveneens de langsas passeren op een afstand van die langsas. Ook deze pinholes kunnen dan samen nog steeds het centrale focusvolume afbeelden en toch individueel een kleinere beeldhoek hebben dan nodig om zelf het gehele focusvolume te zien.

De uitvinding heeft ook betrekking op een collimator voor het afbeelden van een object, bijvoorbeeld een klein dier, of deel daarvan door middel van gammastraling uitgezonden door het object met gebruikmaking van een gammacamerainrichting voorzien van de collimator. De collimator heeft pinholes en omgeeft een objectruimte voor opnemen van het object. De gammacamerainrichting is voorzien van een detectieinrichting met ten minste een detector met een detectoroppervlak voor als detectorsignalen detecteren van door het object uitgezonden, en door pinholes van de collimator gegane gammastraling, en een besturing die is ingericht voor verwerken van de detectorsignalen tot genoemde afbeelding van het object. De collimator en de objectruimte hebben een gezamenlijke langsas met een langsrichting. De collimator heeft meerdere verzamelingen van elk meerdere pinholes met elk een centrale lijn. Voor elk van genoemde verzamelingen liggen de pinholes in een loodvlak op de langsas. De pinholes van genoemde verzamelingen zien samen een focusvolume, focusvolume een zwaartepunt heeft. Binnen elke van de genoemde verzamelingen passeert de respectieve centrale lijn van elk van genoemde pinholes de genoemde langsas op een afstand. Binnen elke van de genoemde verzamelingen is de respectieve centrale lijn van elk van genoemde pinholes door een rotatie rond de genoemde langsas af te beelden op de centrale lijn van elk van de andere pinholes van genoemde verzameling.

De collimator kan verder een of meer van de details en opties hebben zoals hierin beschreven. De uitvinding betreft verder een werkwijze voor het afbeelden van een object, bijvoorbeeld een klein dier, of deel daarvan door middel van gammastraling uitgezonden door het object met gebruikmaking van een gammacamerainrichting en/of collimator zoals hierin beschreven.

De uitvinding zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin enkele niet beperkende uitvoeringsvoorbeelden zijn getoond, en daarin toont: 40 Figuur 1 schematisch een aanzicht in perspectief van een gammacamerainrichting volgens de uitvinding,

Figuur 2 in schematisch doorsneeaanzicht een deel van een collimator 4' volgens de stand van de techniek, in het bijzonder volgens EP2073039, Figuur 3 in schematisch doorsneeaanzicht één deel van een vergelijkbare collimator 4", Figuur 4 een schematisch zijaanzicht in gedeeltelijk doorzicht van een deel van een collimator 4' van een gammacamerainrichting volgens de uitvinding, Figuur 5 een schematisch zijaanzicht van een collimator 4" gezien langs de langsrichting, en Figuur 6 in een schematisch zijaanzicht een collimator 4".

Figuur 1 toont schematisch een aanzicht in perspectief van een gammacamerainrichting volgens de uitvinding. De gammacamerainrichting is algemeen aangeduid met het verwijzingscijfer 1. De inrichting omvat een behuizing 2 met daarin ondergebrachte detectoren 3, een collimator 4, met een langsas 5, en een met de detectoren 3 verbonden besturing 6 met beeldbewerkingsfunctionaliteit.

De collimator 4 omgeeft een objectruimte 7.

In dit voorbeeld heeft de collimator een eerste verzameling pinholes 8 en een tweede verzameling pinholes 9.

De getoonde gammacamerainrichting 1 heeft hier een driehoekige behuizing 2, zoals bekend van bijvoorbeeld de eerste U-SPECT van het bedrijf MILabs, maar andere behuizingen, zoals vierhoekige of ronde, zijn eveneens mogelijk.

Voor de duidelijkheid is in figuur 1 de derde detector 3 weggelaten. De configuratie van de detectoren 3 is driehoekig, wat een voordelige uitvoering is, bijvoorbeeld in combinatie met een collimator van cirkelvormige doorsnede.

De behuizing 2 is bijvoorbeeld vervaardigd van lood of een ander materiaal om zoveel mogelijk tegen te gaan dat gammastraling weglekt naar de omgeving, al is dat technisch niet noodzakelijk.

Hier wordt opgemerkt dat de gammacamerainrichting 1 in de tekening omwille van de duidelijkheid niet op schaal is weergegeven, en dat in werkelijkheid de collimator 4 veel kleiner zal zijn ten opzichte van de behuizing 2 met de detectoren 3, om een gunstige afbeeldingsmaatstaf te verkrijgen.

Binnenin de behuizing 2 zijn, hier tegen de wanden, enkele detectoren 3 aangebracht, die onder invloed van erop vallende gammastraling elektrische signalen afgeven, die kunnen worden opgevangen en verwerkt door de besturing 6. Deze besturing 6 kan de signalen verwerken tot een afbeelding van een in de objectruimte 7 geplaatst voorwerp. Genoemd voorwerp is bijvoorbeeld een dier, bijvoorbeeld een klein dier voor biologisch of farmaceutisch onderzoek, of mens, of gedeelte ervan, welk dier of mens is voorzien van een dosis gamma-actief materiaal. Daardoor zendt genoemd dier of mens gammastraling uit. Om echter een plaatsopgelost beeld te verkrijgen is het nodig om een afbeeldingsmechanisme te gebruiken. Bij gammastraling zijn dat de op zich bekende pinholes, hier in 40 de vorm van een collimator 4 met een eerste verzameling pinholes 8 en een tweede verzameling pinholes 9.

De collimator 4 is vervaardigd van bijvoorbeeld lood of wolfraam, mogelijk als één enkele fysieke ring of samengesteld uit meerdere ringen die axiaal aan elkaar zijn vastgezet.

Beide verzamelingen pinholes 8, 9 zijn verschaft als een ring of ringvormige opstelling van pinholes gelegen in een loodvlak op de gemeenschappelijke langsas 5 van de objectruimte 7 en 5 van de collimator 4. Opgemerkt wordt dat er ook meer dan twee verzamelingen pinholes kunnen zijn verschaft.

Voorts wordt hier opgemerkt dat duidelijkheidshalve enkele onderdelen zijn weggelaten, bijvoorbeeld zoals een objectdrager, bijvoorbeeld een tafel waarop een te onderzoeken object rust, en mogelijk verplaatsingsmiddelen voor in de objectruimte 7 verplaatsen van de objectdrager met het object, bijvoorbeeld voor het aan een uiteinde inbrengen en uitnemen van het object in en uit de objectruimte.

Voorts wordt hier opgemerkt dat, zoals op zich bekend, kan zijn voorzien in kaderplaten of schotten die de beelden van de pinholes op de detectoren begrenzen om overlap te voorkomen, afschermingen aan begin en einde van de objectruimte, enzovoort. Dergelijke onderdelen vormen geen onderdeel van de uitvinding per se, en de vakman kan details betreffende deze onderdelen zelf eenvoudig invullen.

De werking van de uitvinding, hier aan de hand van de verzamelingen 8 en 9, zal nu nader worden toegelicht aan de hand van de Figuren 2-6.

Figuur 2 toont in schematisch doorsneeaanzicht een deel van een collimator 4' volgens de stand van de techniek, in het bijzonder volgens EP2073039. Deze weergave toont twee clusters 10-1 en 10-2 van elk twee pinholes 11'-1 en 11'-2, met respectievelijk een beeldveld 12-1 met beeldhoek a: en centrale lijn 13-1, en een beeldveld 12'-2 met een beeldveld a2 en een centrale lijn 13-2. De gezamenlijke beeldhoek van de pinholes in een cluster is a. Met 14’ is een voor penetratie gevoelig spits gedeelte van de collimator aangeduid waar de pinholes elkaar benaderen.

Hierbij zij opgemerkt dat duidelijkheidshalve voor elke pinhole telkens één van het beeldveld en de centrale lijn is aangeduid, maar dat alle pinholes zowel een overeenkomstig beeldveld als een overeenkomstige centrale lijn hebben. Voorts wordt opgemerkt dat ook bij deze stand van de techniek in de praktijk de afstand tussen de clusters groter zal zijn in verband met het vergroot afbeelden op de detectoren.

Deze collimator 4' is hier bij wijze van voorbeeld als een vlakke plaat weergegeven, hetgeen een mogelijkheid is. Niettemin heeft, ook in het kader van de uitvinding, een ronde of cirkelvormige doorsnede collimator voordelen wat betreft het afbeelden op een detectoroppervlak.

De collimator 4' heeft hier twee getoonde clusters 10-1 en 10-2 van elk twee pinholes, die samen een beeldveld a zien, terwijl de pinholes 11'-1 en 11-2 elk voor zich een beeldveld met een halve hoek a: resp. az zien. In beginsel maakt dit de "knife edges" van de pinholes, d.w.z. bij het smalste gedeelte, de echte pinhole, ervan, beter bestendig of harder tegen penetratie door de gammastraling.

De afstand tussen de clusters door de verschillend geneigde centrale lijnen van de pinholes in een cluster is echter betrekkelijk groot, te weten d in de figuur 2. Derhalve is het maximale 40 aantal pinholeclusters in een collimator van een bepaalde lengte beperkt, en zodoende onder andere de stralingsgevoeligheid van het gammacamerasysteem. Bovendien kan er juist bij de spits 14 tussen de pinholes 11-1 en 11-2 van een cluster alsnog enige blurring optreden. Om dat te voorkomen zouden de individuele pinholes van het cluster verder uiteen kunnen worden geplaatst, maar dat verlaagt de maximale dichtheid van pinholes in de collimator nog verder.

Figuur 3 toont in schematisch doorsneeaanzicht één deel van een collimator 4", met nu een viertal pinholes 11", elk met een beeldhoek a: en een centrale lijn 13". De pinholes 11" zijn hier op een wat grotere afstand d” dan nodig van elkaar vandaan geplaatst, er is hier namelijk geen sprake van een spits of dergelijke. Daardoor is er minder blurring door penetratie dan in collimator 4' Ook is duidelijk te zien dat de te behalen maximale pinholedichtheid desondanks veel groter is dan in de stand van de techniek.

Opgemerkt wordt wel dat de getoonde pinholes 11" slechts "één helft" van het beeldveld zien dat de pinholes 11-1 en 11'-2 van Figuur 2 in totaal kunnen zien. Dit kan op verschillende wijze worden gecompenseerd.

Ten eerste is het zo dat in de praktijk, zoals ook in Figuur 1 zichtbaar, veelal gebruik wordt gemaakt van een ronde, ringvormige collimator, waarbij de pinholes 11", die dan eveneens ringvormig zijn gerangschikt, samen wèl het volledige focusvolume afbeelden ("zien"). Alternatief of aanvullend wordt het gecompenseerd door het verschaffen van een tweede verzameling pinholes met (in deze Figuur) in de verticaal gespiegelde centrale lijnen. Aldus wordt in feite elk cluster 10' van de stand van de techniek van Figuur 2 anders gesplitst dan de afzonderlijke pinholes zo dicht mogelijk bijeen te plaatsen. Merk op dat als deze tweede verzameling pinholes 11'-2 eveneens ringvormig is gerangschikt, deze ook zelf weer als geheel hetzelfde focusvolume zien. Daartoe is het uiteraard wel nodig dat deze tweede verzameling pinholes, die immers op een andere positie ten opzichte van het focusvolume staan, aanvullend schuin zijn geplaatst ten opzichte van het transaxiale vlak (loodvlak op langsas). Hiermee wordt bedoeld dat de gemiddelde richting van de centrale lijnen van de pinholes 11'-2 (trouwens ook van die van de eerste verzameling 11'-1) wel op het zwaartepunt van het focusvolume is gericht.

De gelijkgerichte pinholes 11'-1 worden in één verzameling geplaatst, zoals afgebeeld in Figuur 3, en de andere gelijkgerichte pinholes 11'-2 worden in een andere verzameling geplaatst (hier niet weergegeven). Samen geven de twee verzamelingen nagenoeg dezelfde hoekinformatie als de verzameling clusters uit de stand van de techniek, maar wel met een grotere dichtheid, door de hogere pinholedichtheid, en desondanks met minder blurring.

In feite maakt de uitvinding gebruik van het inzicht dat het niet nodig is om de pinholes van een cluster direct naast elkaar te plaatsen, doch dat het ook mogelijk is ze anders te ordenen. De voordelen zijn zoals boven beschreven een hogere te bereiken pinholedichtheid en minder blurring. Hierbij zij wel opgemerkt dat bij de getoonde vlakke collimatoren de te bereiken pinholedichtheid eerder beperkt wordt door het voorkomen van overlap op de detector, tenzij een vergroting van ten hoogste een factor 1 gewenst is. Echter, bij buisvormige collimatoren speelt de pinholedichtheid een grotere rol, omdat de beeldvelden in de richting van de detector uitwaaieren, en er zodoende meer plaats is om pinholes dichter bijeen te plaatsen Figuur 4 toont een schematisch zijaanzicht in gedeeltelijk doorzicht van een deel van 40 een collimator 4' in een gammacamerainrichting volgens de uitvinding. Deze omvat een eerste verzameling pinholes 8' en een tweede verzameling pinholes 9'. Alle pinholes lopen in de figuur naar binnen toe naar rechts, zodat het (hier niet weergegeven) focusvolume, dat is het volume dat uiteindelijk door alle verzamelingen pinholes wordt gezien, eveneens naar rechts ligt. Belangrijk om op te merken is dat beide verzamelingen 8' en 9' aan één zijde van dat focusvolume liggen. Dat biedt het voordeel dat een vertekening bij de ene verzameling, doordat de gemiddelde afstand van het focusvolume tot de detector, door de pinhole heen, aan één kant van het beeldveld groter is dan aan de tegenoverliggende kant van het beeldveld, kan worden gecompenseerd doordat de vertekening voor de overeenkomstige kanten van het beeldveld van de pinholes van de andere verzameling die gemiddelde afstand juist omgekeerd is.

De respectieve centrale lijnen door de pinholes 8' van de eerste verzameling, gezien vanaf links in een langsrichting van de collimator, en komend vanuit de pinholes, passeren genoemde langsas 5 telkens op een afstand aan de rechterzijde. Dat wil zeggen dat pinhole 8'-4, die in de figuur 4 ligt op de halve hoogte van de collimator, enigszins naar onderen wijst. Omgekeerd passeren de respectieve centrale lijnen van de pinholes 9' van de tweede verzameling, gezien vanaf links in een langsrichting van de collimator, en komend vanuit de pinholes, genoemde langsas telkens aan de linkerzijde. Dat wil zeggen dat pinhole 9'-4, die in de figuur ligt op de halve hoogte van de collimator, enigszins naar boven wijst. Aangezien de centrale lijnen van de pinholes in een verzameling bij een rotatie onderling kunnen samenvallen, ligt de richting van die respectieve centrale lijnen vast als functie van de plek/hoek op de collimator. Bijvoorbeeld, als de pinholes 8' gelijkelijk verdeeld zijn over de omtrek en hun aantal 16 bedraagt, dan valt de centrale lijn van een pinhole 8' samen met enige andere centrale lijn van een andere pinhole 8' in die verzameling bij een rotatie over 360/16 = 22,5°, of een veelvoud daarvan.

Figuur 5 toont een schematische dwarsdoorsnede van een collimator 4" gezien langs de langsrichting.

De collimator 4” is buisvormig met een voor straling niet-doorlaatbare wand die zich rondom de objectruimte uitstrekt. Zoals de voorkeur heeft, is de buisvormige wand cilindrisch uitgevoerd, waarbij de objectruimte en de collimator een gemeenschappelijke langsas 5 hebben.

In de wand van de collimator 4” zijn pinholes aangebracht. Door een in de objectruimte aanwezig object uitgezonden gammastraling gaat door die pinholes en valt op verder niet weergegeven detectoren van de gammacamerainrichting, zoals op zich bekend is.

Eenvoudigheidshalve zijn in figuur 5 slechts vier pinholes 8"-1 t/m -4) getoond van één verzameling, samen met hun centrale lijn 13"-1 t/m -4 en beeldhoek/beeldveld a"-1 t/m -4. Voorts is met 5 de langsas van de collimator 4” aangeduid, met 15 de denkbeeldige ring of cilinder om de langsas 5 waaraan de centrale lijnen van alle pinholes van de verzameling raken, en met 16 het focusvolume.

De nuvolgende beschrijving gaat uit van één pinhole 8"-1, die als rolmodel voor de andere in de verzameling geldt. Allereerst wordt opgemerkt dat de centrale lijnen van de pinholes in de getoonde verzameling alle "scheef staan", dat wil zeggen niet de langsas 5 snijden maar deze aan één zijde op een afstand passeren.

Figuur 5 illustreert dat in de getoonde verzameling pinholes de centrale lijn door een rotatie rond de langsas 5 is af te beelden op de centrale lijn van elk van de andere pinholes van de verzameling.

Om het aantal lijnen in de Figuur 5 beperkt te houden is ervoor gekozen om één rand van elk beeldveld exact door het midden van de collimator 4" te laten lopen. Uiteraard zal het in de praktijk beter zijn om het beeldveld {de beeldhoek a") van elke pinhole 8" wat breder te kiezen, en die middellijn te laten overlappen.

Pinhole 8"-1 heeft een centrale lijn 13"-1 en een beeldhoek a"-1. Het deel van het volume dat wordt afgebeeld via pinhole 8"-1 ligt tussen de horizontale lijn in de figuur die door de langsas 5 gaat en schuin naar boven lopende lijn. Dit doorsnijdt ruwweg de helft van het algehele focusvolume 16. Overigens kan dat worden gecompenseerd door het beeldveld a"-3 van de tegenoverliggende pinhole 8"-3, zodat pinholes 8"-1 en 8"-3 samen in principe het algehele focusvolume 16 zien. Nu wordt dit op zijn beurt aangevuld doordat de pinholes van een andere verzameling (hier niet weergegeven), bij voorkeur maar niet noodzakelijkerwijs ernaast gelegen, juist in de andere richting van de langsas 5 af wijzen. Hier wordt opgemerkt dat het focusvolume 16 hier als een cirkel is aangeduid, terwijl het bij een statische collimator met vier pinholes natuurlijk eerder min of meer afgerond ruitvormige doorsnedes heeft. Echter kan de collimator ook om de langsas 5 draaibaar zijn uitgevoerd, waardoor het (gemiddelde) focusvolume eerder een cirkelvormige doorsnede krijgt. Daarenboven krijgt het focusvolume 16 bij een toenemend aantal pinholes, gezien in doorsnede dwars op de langsas 5, steeds meer een cirkelvorm.

In het getoonde voorbeeld van figuur 5 betekent dit dat een pinhole in een naastgelegen verzameling ligt op een hoogte van pinhole 8"-1, maar dan een beeldveld en een centrale lijn heeft die gespiegeld zijn in de horizontale lijn die loopt van pinhole 8"-1 naar 8"-3 (nauwkeuriger: gespiegeld in het vlak door genoemde lijn en de langsas 5). Merk op dat deze pinhole in Figuur 5 in feite op dezelfde plek zou liggen als pinhole 8"-1, omdat het immers een zijaanzicht langs de langsas is, en dus min of meer een projectie op een loodvlak op die langsas is. In te zien is dan dat het beeldveld van genoemde naastgelegen pinhole en het beeldveld a"-1 van pinhole 8"-1 samen in feite het hele focusvolume, oftewel algehele focusvolume 16 omvatten. Deze twee pinholes samen vormen dan in feite twee pinholes die vergelijkbaar zijn met de twee pinholes 11'-1 en 11-2 in de cluster 10'-1 van Figuur 2.

Te zien is dat het algehele, totale focusvolume kan worden gezien als opgebouwd uit dat deel van het volume dat door ten minste één van de pinholes van één verzameling wordt gezien. Het is dan immers eenvoudig te waarborgen, en voordelig, dat datzelfde volume ook wordt gezien door de pinholes van een andere, en bij voorkeur elke andere, verzameling.

Figuur 6 toont in een schematisch zijaanzicht een collimator 4". De collimator 4“ heeft een langsas 5" en is opgebouwd uit een zevental fysieke ringen van collimatormateriaal 20-1 tot en met 20-7, elk met een bijbehorende verzameling pinholes 21-1 tot en met 21-7 in een ringvormige opstelling. Van enkele pinholes is het kanaal door de bijbehorende ring schematisch weergegeven met een streeplijn. Alle pinholes samen bestrijken het focusvolume 16".

40 Te zien is dat de verzamelingen 21-1 en 21-7, 21-2 en 21-6, en 21-3 en 21-5 telkens een eerste verzameling en een tweede verzameling pinholes volgens de uitvinding betreffen, dus met tegengestelde richting van passeren van de langsas 5". Wanneer men de ring 21-7 zou spiegelen in een loodvlak op de langsas 5" en zou afbeelden op de ring 20-1, en daardoor de pinholes van verzamelingen 21-1 en 21-7 in één en dezelfde ring zou plaatsen, verkrijgt men, bij benadering dezelfde clusters als volgens het bekende EP2073039. Echter is het volgens de onderhavige uitvinding mogelijk om meer pinholes per verzameling 21 te verschaffen, doordat er geen om-en-om plaatsing nodig is.

Merk bovendien op dat de centrale ring 20-4 een verzameling pinholes 21-4 heeft die allemaal met hun centrale lijn op de langsas 5" zijn gericht, en daarmee dus anders zijn dan de pinholes van de respectieve eerste en tweede verzamelingen 21-1, 21-2, … Niettemin zijn ook deze pinholes 21-4 bij voorkeur excentrisch gericht, dus hun centrale lijn passeert telkens de langsas 5 of een afstand, met hun centrale lijn rakend aan de denkbeeldige cirkel of cilinder 18 om de langsas 5, om aldus dezelfde voordelen zoals geringere blurring door penetratie te hebben.

Alle verzamelingen 21-1 tot en met 21-7 zien gezamenlijk het focusvolume 18” en daarmee heeft deze collimator, en de bijbehorende gammacamerainrichting, verder alle voordelen van een gefocusseerde collimator, zoals hogere bereikbare stralingsgevoeligheid en resolutie. Het is hierbij volgens de uitvinding mogelijk om elke pinhole een beeldhoek te geven die kleiner is dan nodig om individueel het gehele centrale focusvolume 18" te zien, zoals ruwweg de helft daarvan.

Volgens uitvoeringsvormen is het ook mogelijk om een nog smaller beeldveld per pinhole te verschaffen, zoals in het geval van Figuur 6 ruwweg éénzesde of zelfs éénachtste (in de praktijk iets meer vanwege gewenste overlap) van de doorsnede van het centrale focusvolume 16". Om nog steeds het gehele centrale focusvolume te kunnen zien is het dan wel gewenst dat de verschillende ringen ook verschillende delen van dat focusvolume 16" afbeelden. Als voorbeeld beelden de pinholes van ring 21-1 en 21-7 het binnenste derde deel of kwart van het volume 16" af {telkens naar doorsnede, niet naar inhoud), de pinholes van de ringen 21-2 en 21-6 het op een na binnenste derde deel of kwart, de pinholes van de ringen 21-3 en 21-5 het buitenste derde deel of op twee na binnenste kwart, en de pinholes van de ring 21-4 enig derde deel of het buitenste kwart van het centrale focusvolume 16". Uiteraard zijn andere volgordes en configuraties ook mogelijk. Belangrijk om op te merken is dat aldus nog steeds het gehele volume 18" wordt afgebeeld, maar met pinholes met een zeer kleine beeldhoek, dus zeer weinig blurring.

Overigens is de collimator hier weergegeven als een stapeling van fysieke ringen 20-

1... 20-7, bijvoorbeeld omwille van een gewenste modulariteit of vanwege een eenvoudiger productie van de collimator 4". Nadrukkelijk wordt hier gesteld dat het ook mogelijk is om een of meer, zoals alle, ringen te combineren tot één collimatorlichaam.

De getoonde uitvoeringsvormen zijn slechts bedoeld ter verduidelijking van de uitvinding, zonder deze op enigerlei wijze te beperken. De beschermingsomvang wordt daarentegen bepaald door de aangehechte conclusies.

Claims

CONCLUSIES

1. Gammacamerainrichting voor het vervaardigen van een afbeelding van een object met behulp van gammastraling, omvattende: - een collimator met pinholes, welke collimator een objectruimte voor opnemen van het object omgeeft, - een detectieinrichting met ten minste een detector met een detectoroppervlak voor als detectorsignalen detecteren van door het object uitgezonden en door pinholes van de collimator gegane gammastraling, en - een besturing die is ingericht voor verwerken van de detectorsignalen tot genoemde afbeelding van het object, waarbij de collimator en de objectruimte een gezamenlijke langsas met een langsrichting hebben, waarbij de collimator meerdere verzamelingen van elk meerdere pinholes met elk een centrale lijn omvat, waarbij voor elk van genoemde verzamelingen de pinholes liggen in een loodvlak op de langsas, waarbij de pinholes van genoemde verzamelingen samen een focusvolume zien, welk focusvolume een zwaartepunt heeft, waarbij binnen elke van de genoemde verzamelingen de respectieve centrale lijn van elk van genoemde pinholes de genoemde langsas op een afstand passeert en de centrale lijn door een rotatie rond de genoemde langsas is af te beelden op de centrale lijn van elk van de andere pinholes van genoemde verzameling.

2. Gammacamerainrichting volgens conclusie 1, waarbij van een eerste verzameling van genoemde verzamelingen de respectieve centrale lijn, gezien vanuit de respectieve pinhole, genoemd zwaartepunt telkens rechts passeert, en van een tweede verzameling van genoemde verzamelingen de respectieve centrale lijn, gezien vanuit de respectieve pinhole, genoemd zwaartepunt telkens links passeert.

3. Gammacamerainrichting volgens conclusie 2, omvattende meerdere eerste verzamelingen en/of meerdere tweede verzamelingen.

4. Gammacamerainrichting volgens conclusie 3, waarbij de eerste en tweede verzamelingen elkaar afwisselen, gezien in genoemde langsrichting.

5. Gammacamerainrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de centrale lijnen van zowel één of elke genoemde eerste verzameling, als de centrale lijnen van één of elke genoemde tweede verzameling genoemd zwaartepunt op een afstand ongelijk nul passeren.

6. Gammacamerainrichting volgens conclusie 5, in afhankelijkheid van conclusie 3, waarbij 40 genoemde afstand voor ten minste twee van de eerste verzamelingen en/of voor ten minste twee van de tweede verzamelingen verschilt.

7. Gammacamerainrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste één, en met voordeel elk van genoemde verzamelingen rotatiesymmetrisch is rond genoemde langsas.

8. Gammacamerainrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de collimator een of meer ringvormige collimatordelen omvat, elk met een of meer van genoemde verzamelingen.

9. Gammacamerainrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, voorts omvattende een aanvullende verzameling pinholes, bij voorkeur exact één aanvullende verzameling pinholes, waarvan de respectieve centrale lijnen genoemd zwaartepunt doorsnijden, bij voorkeur alle in een loodvlak op de langsas liggen.

10. Gammacamerainrichting volgens een of meer van de voorgaande conclusies, waarbij de inrichting is uitgevoerd voor het om de langsas draaien van de collimator.

11. Collimator voor het afbeelden van een object, bijvoorbeeld een klein dier, of deel daarvan door middel van gammastraling uitgezonden door het object met gebruikmaking van een gammacamerainrichting voorzien van de collimator, waarbij de collimator pinholes heeft en een objectruimte omgeeft voor opnemen van het object, waarbij de gammacamerainrichting is voorzien van een detectieinrichting met ten minste een detector met een detectoroppervlak voor als detectorsignalen detecteren van door het object uitgezonden en door pinholes van de collimator gegane gammastraling, en een besturing die is ingericht voor verwerken van de detectorsignalen tot genoemde afbeelding van het object, waarbij de collimator en de objectruimte een gezamenlijke langsas met een langsrichting hebben, waarbij de collimator meerdere verzamelingen van elk meerdere pinholes met elk een centrale lijn omvat, waarbij voor elk van genoemde verzamelingen de pinholes liggen in een loodvlak op de langsas, waarbij de pinholes van genoemde verzamelingen samen een centraal beeldveldfocusvolume zien, welk centraal beeldveldfocusvolume een zwaartepunt heeft, waarbij binnen elke van de genoemde verzamelingen de respectieve centrale lijn van elk van genoemde pinholes de genoemde langsas op een afstand passeert en de centrale lijn door een rotatie rond de genoemde langsas is af te beelden op de centrale lijn van elk van de andere pinholes van genoemde verzameling.

12. Werkwijze voor het afbeelden van een object, bijvoorbeeld een klein dier, of deel daarvan door middel van gammastraling uitgezonden door het object met gebruikmaking van een gammacamerainrichting volgens één of meer van de voorgaande conclusies 1 — 10 of een collimator 40 volgens conclusie 11.