DE60029588T2

DE60029588T2 - Vorrichtung zum nachweis und zum orten einer radioaktiven, gammastrahlung aussendenden quelle und deren verwendung

Info

Publication number: DE60029588T2
Application number: DE60029588T
Authority: DE
Inventors: Jean Maublant
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-06-22
Filing date: 2000-06-22
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: EP1188070B1; FR2795526A1; DE60029588D1; ATE334405T1; US6603124B2; ES2269162T3; EP1188070A1; WO2000079301A1; AU5990000A; FR2795526B1; US20030111611A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Erfassung und Lokalisierung (Ortung) einer Gammastrahlen aussendenden, radioaktiven Quelle. Sie betrifft ebenfalls die Verwendung der Vorrichtung.
Das Erfassungsgerät der Erfindung wird insbesondere in der folgenden Beschreibung auf nicht einschränkende Weise auf die Erfassung der Lymphknoten angewandt, von denen einige, indem sie eine in situ injizierte radioaktive Substanz fixieren, dazu geeignet sind, die Ausdehnung eines Tumors, insbesondere im Rahmen von Brustkrebs oder Hautkrebs (Melanome) zu kennzeichnen.
Jedenfalls können andere Anwendungen der Vorrichtung in Betracht gezogen werden, wie die Suche nach verlorenen radioaktiven Quellen, das Bohren eines Materials ausgehend von Anzeigen, die auf seiner anderen Seite verfügbar sind, und allgemeiner, die Erfassung und Lokalisierung einer quasipunktuellen radioaktiven Quelle durch ein Material hindurch, das von der Quelle emittierte Gammastrahlen nicht vollständig absorbiert, und zwar ohne Einschränkungen.
Einfache Krebserkrankungen weisen zunächst ein lokales Stadium auf, auf das früher oder später sekundäre Ansiedlungen folgen. Der Ausweitungsprozeß selbst beginnt, bevor die klinischen Erscheinungsformen der Streuung nachweisbar sind. Die ersten befallenen anatomischen Strukturen außerhalb des einfachen Tumors sind allgemein die Lymphknoten. Auch besteht eine Behandlung des Krebses aus der Durchführung einer Ablation der Lymphknoten der betroffenen Region. Eine derartige Operation zielt nicht nur auf das Beseitigen möglicher sekundärer Ansiedlungen, sondern auch auf die Diagnose einer eventuellen metastatischen Streuung, welche folglich erlaubt, die Indikation einer medizinischen Zusatzbehandlung vorzuschlagen.
Im besonderen Fall des Brustkrebses besteht die chirurgische Behandlung neben der Tatsache der Beseitigung des einfachen Tumors ebenfalls in der Ausräumung der Lymphknoten, die sich in der Achselhöhle befinden, eine Operation, die "Lymphknotensektion" genannt wird, und anschließend in der Durchführung einer histologischen Analyse der entnommenen Lymphknoten.
Eine derartige Operation ist eine wichtige Quelle funktioneller Nachwirkungen für den Patienten. Zunächst führt der Lymphstau, der aus der Beseitigung des Lymphgefäßnetzes, das die Drainage des größten Teils des Oberkörpers durchführt, zu einer Pathologie, die Lymphödem oder "Armödem" genannt wird und Ursache sowohl funktioneller als auch ästhetischer Störungen ist. Ferner kann es passieren, daß während der Lymphknotensektion die Stränge der primären Nervi intercostales, die im Achselbereich vorhanden sind, durchtrennt werden, was zum Auftreten von Sensibilitätsstörungen führt. Auch ist das Auftreten motorischer Störungen von Schultern zu beobachten.
Außerdem und insbesondere kommt es vor, daß die während der nachfolgenden Lymphknotensektion entnommenen Lymphknoten sich nicht immer bei der histologischen Analyse als befallen erweisen. Es ist insbesondere festzustellen, daß bei Tumoren mit einer Größe unterhalb oder gleich 10 mm lediglich 6% der entnommenen Lymphknoten befallen sind. Mit anderen Worten sind 95% der durchgeführten Lymphknotensektionen nutzlos.
Aus diesem Grund wurde eine Anzahl von Techniken entwickelt, um zu versuchen, präoperativ und/oder perioperativ allein den oder die Lymphknoten zu erfassen und anschließend zu entfernen, die anfällig dafür sind, während der sekundären Ausweitung eines einfachen Tumors befallen worden zu sein.
Auf diese Weise hat man im Rahmen der Behandlung von Melanomen festgestellt, daß das erste, die Drainage des Melanoms durchführende Lymph zentrum (Leitlymphknoten genannt), dazu geeignet war, einen Farbstoff, insbesondere Patentblau, zu fixieren.
Es wurde gezeigt, daß die Abwesenheit eines Befalls des Leitlymphknotens in nahe 100% der Fälle einhergeht mit der Abwesenheit eines Befalls der anderen Lymphknoten. Es wurde daher möglich, durch Durchführung einer Sofortanalyse des markierten und anschließend entnommenen Leitlymphknotens während des Eingriffs über die Fortführung oder Beendigung der Lymphknotensektion zu entscheiden.
Auf jeden Fall war es erforderlich, da bei dieser Technik die Markierung des Leitlymphknotens ausschließlich visuell erfolgte, das Gewebe in der Region, in der die Anwesenheit des Lymphzentrums vermutet wurde, zu zerschneiden. Da das Lymphzentrum keine anatomisch perfekt definierte Position aufweist, ist diese Suche nicht einfach und kann sich als lang und relativ zerstörend erweisen.
Um dieses Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, den Farbstoff durch ein radioaktives Produkt zu ersetzen. Die Erfassung des Leitlymphknotens erfolgt folglich gemäß zwei Techniken, nämlich

• durch szintigraphische Bildgebung (Lymphszintigraphie) mit Hilfe einer Szintillationskamera;
• oder mit Hilfe einer Sonde zur perioperativen Erfassung.

Es stellt sich heraus, daß die szintigraphische Bildgebung der Lymphknoten, obwohl anerkannt bei der Visualisierung von Lymphknoten bei anderen Erkrankungen als Krebs, schlecht für die spezifische Erfassung der Leitlymphknoten geeignet ist.
Durch ihre imposante Masse (über eine Tonne) kann die Bildgebungsvorrichtung nicht transportiert werden, so daß die Untersuchung notwendigerweise präoperativ und an einem anderen Ort als dem der Operation erfolgt, was die Organisation der Planung der verschiedenen Eingriffe verkompliziert.
Außerdem und vor allem erfolgt die Markierung mittels einer durch die radioaktive Quelle geleiteten Hautmarkierung, die in Übereinstimmung mit der vermehrt festhaltenden (anreichernden) Zone auf dem Bild gebracht ist. Auf diese Weise ist diese Markierung notwendigerweise unpräzise, da

• sie einerseits von der Winkelstellung des Kamerakopfes abhängt,
• andererseits es oft schwer ist, mit Präzision die Haut in einer weichen und schwer zugänglichen Region zu markieren;
• schließlich der Chirurg nicht in Echtzeit die Korrektheit der Hautmarkierung verifizieren kann.

Gleichzeitig kann der Neigungswinkel des Einschnitts anders als der der Bildgebung sein, was zu einem Lokalisierungsfehler führt, der um so größer ist, je tiefer der Lymphknoten liegt.
Mit anderen Worten erlaubt die Szintillationskamera nur eine grobe Vormarkierung des Ortes des Lymphknotens im präoperativen Stadium.
Dagegen ist eine Erfassungssonde ein Gerät kleiner Größe, das manuell manipuliert werden kann. Diese Sonde erfaßt von der radioaktiven Quelle ausgestrahlte Gammaphotonen und erlaubt eine akustische Markierung der genannten Quelle, welche im Öffnungswinkel ihres Kollimators plaziert ist.
Technisch umfaßt die Erfassungssonde einen Kollimator, der von einem einzigen Loch gebildet wird, einen Szintillationskristall, einen Fotovervielfacher mit einer einzigen Anode und zugeordnete elektronische Mittel, die die Wahrnehmung der Intensität des erfaßten Signals durch einen angezeigten numerischen Wert oder ein akustisches Signal erlauben. Diese Erfassungs sonde erlaubt jedenfalls nur die Wahrnehmung der Menge der Radioaktivität, die im Sichtbereich ihres Kollimators vorhanden ist, ohne in der Lage zu sein, die genaue Richtung zu spezifizieren, in der sich die radioaktive Quelle befindet.
Außerdem ist die Markierung des Lymphknotens sehr schwierig aufgrund der Tatsache des sehr beschränkten Beobachtungswinkels des Systems und der großen Anzahl der Freiheitsgrade in der Positionierung. Weiterhin erfordert die Markierung der Lymphknoten sehr viel Zeit und erweist sich bisweilen als unergiebig aufgrund der Variabilität des Neigungswinkels und folglich der Dicke des von der Strahlung, die von dem Lymphknoten ausgeht, durchquerten Gewebes sowie der Instabilität der Positionierung der in der Hand gehaltenen Sonde.
Die Druckschriften US-A-2 942 109 und US-A-3 794 840 beschreiben Kollimatorsonden, welche ausschließlich einen Zählwert liefern. Die Bewegung der Sonde erfolgt entweder manuell oder mechanisch (lineare Bildabtastung in alternierender Bewegung) aber auf keinen Fall freilaufend. Es existiert folglich keinerlei Informationsrücklauf und kein Einfluß der Position der beobachteten Quellen auf die Bewegungen des Erfassungskopfes. Im Unterschied zur Druckschrift US-A-2 942 109 erfolgt in der Druckschrift US-A-3 794 840 die Montage vor dem Strahlentherapie-Gerät, jedoch bleibt die Konzeption die gleiche.
Mit anderen Worten ist die Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll, ein Gerät vorzuschlagen, das präoperativ oder vor allem perioperativ die exakte Erfassung und Lokalisierung einer radioaktiven Quelle zuläßt und so erlaubt, zum Beispiel im Fall der Erfassung von Lymphknoten jegliche unnütze Zerstörung im Hinblick auf die oder während der chirurgischen Operation zu vermeiden.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zur Erfassung und Lokalisierung einer Gammastrahlen ausstrahlenden radioaktiven Quelle vor.
Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:

• erste Mittel zur Ermittlung der Richtung der Gammastrahlen ausstrahlenden Quelle in bezug auf die Mitte des Detektors;
• zweite Mittel, die zum Aufzeigen der Quelle radioaktiver Strahlen geeignet ist.

Mit anderen Worten besteht die Erfindung aus einem Erfassungssystem, welches es während des chirurgischen Eingriffs ermöglicht, Organe oder Gewebe und insbesondere Lymphknoten, welche eine Gammastrahlen ausstrahlende radioaktive Quelle festhalten (anreichern), exakt zu markieren und lokalisieren.
Im Gegensatz zur Technik der Bilderzeugung mit Szintillationskamera ist das Ziel nicht, ein naturgetreues Abbild des die radioaktive Quelle festhaltenden Gewebes oder Organs zu bilden, sondern anzupeilen, in welcher Richtung sich die genannte Quelle in bezug auf die Mitte des Detektors befindet, und zwar mit dem Ziel, das Versetzen des Detektors in Bewegung zu steuern im Hinblick darauf, diese Quelle in eine Lage gegenüber dem zentralen Teil der Erfassungszone zu bringen.
Um diese Aufgabe zu erfüllen, umfassen die genannten ersten Mittel

• Gammastrahlen-Erfassungsmittel;
• eine Mehrzahl von Mitteln zur Bewertung des Flusses der Gammastrahlung;
• Mittel zur Analyse des Gammastrahlungsflusses, die dazu geeignet sind, die Richtung der radioaktiven Quelle zu bestimmen.

In der Praxis werden die Gammastrahlen-Erfassungsmittel von einem Kollimator und einem Szintillationskristall gebildet, der dazu geeignet ist, unter der Einwirkung eines Gammastrahls ein Lichtsignal auszustrahlen.
Um die durch die Quelle ausgestrahlten Gammastrahlen unabhängig von ihrer Richtung zu erfassen, weist der Kollimator eine mittlere Zone auf, welche eine Mehrzahl zueinander paralleler und zur Oberfläche des genannten Kollimators rechtwinkliger Kanäle aufweist.
Vorteilhafterweise sind vier parallele Kanäle vorhanden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform weist der Kollimator ferner eine Randzone auf, welche eine Mehrzahl divergierender Kanäle umfaßt, die mit den Kanälen der mittleren Zone eine mit ihrer Entfernung in bezug auf die mittlere Zone zunehmende Anwinklung aufweisen.
Die spezifische Struktur des Kollimators erlaubt folglich, aufgrund seiner Randzone den Ort einer gegebenenfalls entfernten Quelle zu erfassen, ohne sich um die Präzision der Lokalisierung zu sorgen, und mit einem mittleren Teil, welches eine gesteigerte räumliche Auflösung aufweist, eine präzise spätere Justierung auf die Richtung des die radioaktive Quelle festhaltenden Gewebes oder Organs zu erreichen.
Es kann schließlich angestrebt werden, daß ein aus divergierenden, abgestumpften Kanälen gebildeter asymmetrischer Kollimator eingesetzt wird.
Wie bereits erwähnt, ist der Kollimator auf seiner Rückseite an einen Szintillationskristall angefügt, der dazu geeignet ist, unter der Wirkung von Gammastrahlen ein Lichtsignal abzustrahlen. Dieser Kristall wird in der Praxis von einem Kristall aus Natriumiodid oder aus Kalium dotiertem Cäsium gebildet. Er weist eine ausreichende Dicke auf, um einen erheblichen Anteil der zu erfassenden Gammaphotonen einzufangen. In der Praxis liegt die Dicke des Kristalls zwischen 5 und 10 mm zur Erfassung von Photonen mit einer Energie gleich 140 keV, abgestrahlt durch Technetium-99m. Der Szintillationskristall weist eine allgemein runde Form auf, deren Durchmesser vom nachfolgend beschriebenen, verwendeten Fotovervielfacher abhängt.
Wie bereits erwähnt, ist die Präzision der Lokalisierung der im Randbereich auftreffenden Aufpralle ohne Bedeutung. Es reicht aus zu wissen, ob der Detektor eher in die eine Richtung als in eine andere bewegt werden muß.
Um den durch den Kollimator aufgefangenen Gammastrahlungsfluß zu bewerten, umfaßt die Vorrichtung der Erfindung eine Mehrzahl Bewertungsmittel, welche durch einen oder mehrere Fotovervielfacher mit Einzelanode gebildet wird, geeignet zum Empfang des durch die Erfassungsmittel abgestrahlten Lichtsignals.
Vorteilhafterweise sind vier Fotovervielfacher mit Einzelanode vorhanden.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung werden die Mittel zur Bewertung des Gammastrahlungsflusses durch einen Fotovervielfacher mit Mehrfachanode gebildet. Das von jeder Anode abgegebene Signal wird folglich als äquivalent zu dem der Anode eines Fotovervielfachers mit Einzelanode betrachtet.
Um genau die Richtung der radioaktiven Quelle zu bestimmen, umfassen die ersten Mittel, wie bereits erwähnt, Mittel zur Analyse des Flusses der durch die Bewertungsmittel bewerteten Gammastrahlung. Das Ziel dieser Analyse ist die Bestimmung, in welcher Richtung in bezug auf die Mitte des Erfassungsfeldes sich die radioaktive Quelle befindet. Die Analyse zeigt an, daß die Quelle entweder in eine besondere Richtung versetzt ist oder auf der Achse des Detektors angeordnet ist. Die Analyse wird durch Vergleich der Signale durchgeführt, die durch Bewertungsmittel und insbesondere die Fotovervielfacher abgegeben werden. Diese Analyse verwendet elektronische Mittel, um aus dem durch jeden der Fotovervielfacher oder durch eine Gruppe Fotovervielfacher erzeugten Signale zu bestimmen, welches die höchste Intensität hat.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform gemäß dem Prinzip der Anger-Kamera werden die von der Anode jedes Fotovervielfachers mit Einzelanode oder jeder Anode des Fotovervielfachers mit Mehrfachanode abgegebenen Signale kombiniert, um vier codierte Signale in X und Y in bezug auf die Mitte des Fotovervielfachers zu bilden, nämlich X–, X+, Y–, Y+ und deren Kombination X und Y-Koordinaten eines gegebenen Punktes liefern. So werden die erfaßten Intensitäten in vier Registern gespeichert, zum Beispiel Nord, Süd, Ost, West, in Abhängigkeit von der Positivität von X und Y.
Wenn es um die Verarbeitung der Information ausschließlich aus den durch die mittlere Zone des Kristalls ausgestrahlten Signalen geht, werden allein die Signale gespeichert, deren absoluter Wert geringer als ein zuvor definierter Schwellenwert ist.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Mittel zur Analyse des ausgewerteten Flusses dazu geeignet, die Gesamtheit oder nur einen Teil der durch die Bewertungsmittel abgegebenen Intensitäten zu berücksichtigen, abhängig von dem Grad der Quasi-Vereinheitlichung.
Mit anderen Worten wird die Informationsverarbeitung zunächst ausgehend von den durch die Gesamtheit der sensiblen Oberflächen des Kristalls abgegebenen Signalen durchgeführt, was es erlaubt, die Mitte des Detektors der in dem Untersuchungsfeld befindlichen Quelle schnell anzunähern, und anschließend ausschließlich ausgehend von dem mittleren Teil des Kristalls, was es erlaubt, den Detektor genauer aber langsamer auf den "heißen" Punkt zu zentrieren, unabhängig von dem im Rest des Erfassungsfeldes befindlichen Quellen.
Um das Ausrichten auf die radioaktive Strahlungsquelle zu erlauben, während die Richtung der Ausstrahlung der Gammastrahlung erfaßt wird und damit die Emission eines Signals auftritt, umfassen die genannten zweiten Mittel des Erfassungsgeräts der Erfindung:

• mechanische Mittel, die dazu geeignet sind, eine Verlagerung der Vorrichtung zu bewirken, um ihre Mittelachse der Gammastrahlen ausstrahlenden radioaktiven Quelle anzunähern;
• Mittel, die zur Bildung der Mittelachse der Vorrichtung geeignet sind.

In der Praxis reagieren die Mittel, die zur Bewirkung einer Verlagerung der Vorrichtung geeignet sind, auf Verlagerungsbefehle, solange die Analysemittel anzeigen, daß die Mittelachse des Detektors nicht mit der der Quelle übereinstimmt.
Ferner weisen die Mittel zur Bildung der Mittelachse der Vorrichtung die Form eines Lichtstrahls auf.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die genannten Mittel die Form mindestens zweier kohärenter Lichtquellen auf, welche schmale Lichtstrahlenbündel erzeugen, deren Kreuzungspunkt der Senkrechten auf die Mitte der lichtempfindlichen Oberfläche des Kollimators (Mitte der Vorrichtung) entspricht.
Bei einer besonderen Ausführungsform ist die Lichtquelle derart positioniert, daß der Rand des Strahlenbündels einer Grenze der durch den Kollimator erfaßten Region entspricht.
Wie bereits erwähnt, kann die Vorrichtung der Erfindung zur Erfassung eines menschlichen oder tierischen Gewebes oder Organs verwendet werden, welches eine Gammastrahlen aussendende radioaktive Quelle festhält.
Im Fall von Hautkrebs oder Brustkrebs wird die Vorrichtung insbesondere zur Erfassung der Lymphknoten verwendet, welche durch Festhalten (Anreichern) einer Gammastrahlen ausstrahlenden radioaktiven Quelle die sekundäre Ausweitung eines einfachen Tumors bezeugen.
Die Vorrichtung kann ebenfalls zur perioperativen Markierung einer Anomalie, wie zum Beispiel Mikroverkalkungen der Brust, verwendet werden, welche zuvor durch in situ Injektion einer radioaktiven Substanz unter radiographischer oder echographischer Bildkontrolle markiert wurden.
Allgemeiner kann die Vorrichtung der Erfindung zur Erfassung und Lokalisierung einer quasi-punktförmigen radioaktiven Quelle durch ein die ausgestrahlten Gammastrahlen nicht vollständig absorbierendes Medium hindurch verwendet werden.
Die Erfindung bezieht sich schließlich auf ein Verfahren zur Erfassung einer Gammastrahlen ausstrahlenden radioaktiven Quelle, welche durch ein menschliches oder tierisches Gewebe oder Organ festgehalten (angereichert) ist, gemäß dem:

• eine Gammastrahlen ausstrahlende radioaktive Substanz in den Organismus injiziert wird;
• die Richtung der die Gammastrahlen ausstrahlenden Quelle bestimmt wird.

Die Erfindung und die sich aus ihr ergebenden Vorteile gehen besser aus dem folgenden Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen hervor.
Die 1 ist eine schematische Darstellung der ersten Mittel der erfindungsgemäßen Erfassungsvorrichtung.
Die 2 ist ein Schnitt des Kollimators entlang seiner Mittelachse.
Die 3 ist eine Darstellung verschiedener, durch den Fotovervielfacher über die Oberfläche des Kollimators erfaßter und in elektrische Signale umgewandelter Aufpralle.
Vorrichtung
Auf schematische Weise sind in 1 die ersten Mittel der Erfassungsvorrichtung der Erfindung dargestellt. Diese werden durch Mittel zur Erfassung der durch die Quelle 2 abgestrahlten Gammastrahlung, eine Mehrzahl von Bewertungsmitteln für den Gammastrahlungsfluß und Analysemittel für den bewerteten Fluß gebildet.
Die Erfassungsmittel werden durch einen Kollimator 3 gebildet, der auf seiner Rückseite einen Szintillationskristall 4 aufweist.
Ferner weist die Mehrzahl von Mitteln zur Bewertung des Flusses der Gammastrahlen 1 die Form eines Fotovervielfachers 5 mit Mehrfachanode auf, der vier Anoden aufweist. Um anzupeilen, in welcher Richtung sich die radioaktive Quelle 2 in bezug auf die Mitte des Detektors befindet, weist der Kollimator folgendes auf:

• eine mittlere Zone 6, welche eine Mehrzahl zueinander paralleler und zur Oberfläche des genannten Kollimators rechtwinkliger Kanäle 7 aufweist;
• eine Randzone 8, welche eine Mehrzahl divergierender Kanäle 9 aufweist, die mit den Kanälen 7 der mittleren Zone 6 eine in ihrer Entfernung in bezug auf die mittlere Zone 6 zunehmende Anwinklung; aufweisen.

Wie bereits erwähnt, weist der Fotovervielfacher 4 Anoden auf, welche vier Sektoren Nord, Süd, Ost, West in bezug auf die Mitte des Fotovervielfachers begrenzen. So wird die Analyse der bewerteten Intensitäten durch die verschiedenen Sektoren des Fotovervielfachers in Form von vier codierten Punkten in X und Y in bezug auf die Mitte des Fotovervielfachers durchgeführt, welche folglich die Koordinaten der erfaßten Aufpralle in den vier Registern Nord, Süd, Ost, West bestimmen.
Die Vorrichtung umfaßt ebenfalls zweite, nicht dargestellte Mittel, die dazu geeignet sind, auf die radioaktive Strahlungsquelle zu zeigen. Diese zweiten Mittel werden durch mechanische Mittel gebildet, welche eine Verlagerung der Vorrichtung bewirken, und Mittel, die dazu geeignet sind, die Mittelachse der Vorrichtung zu bilden, insbesondere in Form eines Lichtstrahls.
Verwendung der Vorrichtung
In diesem Beispiel wird das Erfassungsgerät zur Erfassung des Leitlymphknotens verwendet, der mit Technetium 99m markiert ist, insbesondere in bezug auf Brustkrebs.
Während des Eingriffs wird das Erfassungsgerät einige Zentimeter oberhalb des Bereichs angeordnet, in dem der radioaktive Lymphknoten sich wahrscheinlich befindet.
In einem ersten Schritt verarbeiten die Mittel zur Analyse der durch die Fotovervielfacher bewerteten Intensitäten die Gesamtheit der durch die Gesamtheit der sensiblen Oberfläche des Kristalls abgegebenen Signale.
Man erhält eine gewisse Anzahl von Aufprallen/Einschlägen auf den vier Anoden, die durch den Fotovervielfacher in elektrische Signale umgewandelt werden. Diese Aufpralle sind auf die vier Register Nord, Süd, Ost, West verteilt, wie in 3 dargestellt. Die Vorrichtung wird durch mechanische Mittel in die Richtung verlagert, in der sich der Sektor befindet, dessen Aktivität oder Fluß größer als ein minimaler Schwellenwert des zuvor gemessenen Grundrauschens ist. Wenn zwei Sektoren eine Aktivität oberhalb des Grundrauschens aufweisen, wird ebenfalls die Vorrichtung in die Mittelrichtung zwischen den zwei Sektoren verlagert, bis quasi eine Vereinheitlichung der bewerteten Flüsse erhalten wird. Wenn drei oder vier Sektoren eine größere Aktivität aufweisen, verarbeitet die Vorrichtung anschließend ausschließlich Aufpralle, die in der mittleren Zone des Kristalls erhalten werden.
Um jegliches Risiko der Rücksetzung der Register auf Null bei jeder Verlagerung der Vorrichtung zu vermeiden, kann die Rücksetzung auf Null in regelmäßigen Intervallen erfolgen, insbesondere alle 2 Sekunden. Wie bereits gesagt, schließt sich der zweite Schritt automatisch an und ist beschränkt auf die Analyse des mittleren Teils des Kristalls, was es erlaubt, das Gerät genauer aber langsamer auf den "heißen" Punkt zu zentrieren, unabhängig von den in dem Rest des erfaßten Feldes befindlichen Quellen.
Solange die Werte der Register Nord, Ost, Süd und West nicht gleich sind, werden die Verlagerungsmittel in Richtung des Sektors aktiviert, der dem Register entspricht, welches den maximalen Wert enthält. Die vier Werteregister werden in kurzen Zeitintervallen sowie bei der Initialisierung auf Null zurückgesetzt.
Wenn das radioaktive Gewebe oder Organ in der Mitte des Feldes ist, sind die in den Registern enthaltenen Werte untereinander gleich, wodurch das Gerät anhält und ein spezifisches Signal erzeugt, z. B. ein akustisches Signal oder ein Blinklicht. Es ist auf alle Fälle zu erwähnen, daß die Erwähnung der Gleichheit zwischen den Werten der Register die Tatsache berücksichtigen muß, daß sie aus einer temporären Sammlung einer Anzahl radioaktiver Zerfallsvorgänge resultiert. Diese Werte sind folglich statistischen Fluktuationen des Poisson-Typs unterworfen. Es muß daher jegliche Verlagerung des Geräts vermieden werden, wenn es in der mittleren Gleichgewichtsposition ist, und ein Schwellenwert für den Unterschied zwischen den Registern definiert werden, unterhalb dessen es wahrscheinlich ist, daß die Gleichgewichtsposition erreicht ist.
Zu diesem Zweck enthält ein fünftes, sigma bezeichnetes Register die Summe der vier anderen. Sobald das Gleichgewicht erreicht ist, wird die Mittelachse des Detektors durch einen Lichtstrahl des Typs LASER gebildet, der durch die Systeme 10, 11 abgestrahlt wird, die in der 1 dargestellt sind. Der Lichtstrahl zeigt auf der Oberfläche der Haut oder auf der sichtbaren Oberfläche des bestrahlten Gewebes die Herkunftsrichtung der Quelle an, d. h. die Richtung, in der der radioaktive Lymphknoten liegt.
Das System weist den Vorteil auf, in Echtzeit zu funktionieren, so daß der Lichtstrahl permanent die Richtung anzeigt, in der sich der Lymphknoten befindet, selbst bei einer eventuellen Verlagerung der durch den Chirurgen markierten Gewebe, z. B. wenn er in die Gewebe einschneidet, diese abtastet oder die Plazierung von Spreizern verändert.
Wie bereits erwähnt, kann das Gerät der Erfindung zur Erfassung jeglicher Gewebe oder Organe eingesetzt werden, die eine radioaktive Quelle festhalten.
Dieser Erfassungsmodus wird besonders vorteilhaft bei der Erfassung von Leitlymphknoten sein, insbesondere im Rahmen von Brustkrebs und Melanomen.
Die Vorteile der Erfindung gehen gut aus der Beschreibung hervor.
Man erkennt insbesondere die Möglichkeit des Gerätes, eine radioaktive Quelle exakt zu lokalisieren, um den chirurgischen Eingriff weitestgehend zu begrenzen.

Claims

Vorrichtung zur Erfassung und Lokalisierung einer Gammastrahlen ausstrahlenden, radioaktiven Quelle mit: – Gammastrahlen-Erfassungsmitteln (1); – einer Mehrzahl von Bewertungsmitteln, die dazu geeignet sind, das durch die Erfassungsmittel abgestrahlte Lichtsignal zu empfangen; – Mitteln, die dazu geeignet sind, die Mittelachse der Vorrichtung zu bilden, insbesondere in Form eines Lichtstrahls; dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Analysemittel umfaßt, welche einen Vergleich der durch die Bewertungsmittel abgegebenen Signale zur Ermittlung der Richtung durchführen, in der die Quelle in bezug auf die Erfassungsachse verlagert ist, und mechanische Mittel umfaßt, die dazu geeignet sind, eine Verlagerung der Vorrichtung als Reaktion auf Verlagerungsbefehle zu bewirken, solange die Analysemittel anzeigen, daß die Mittelachse des Detektors nicht mit der Quelle übereinstimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gammastrahlen-Erfassungsmittel (1) von einem Kollimator (3) und einem Szintillationskristall gebildet werden, der dazu geeignet ist, ein Lichtsignal unter der Einwirkung eines Gammastrahls auszustrahlen.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (3) eine mittlere Zone (6) aufweist, welche eine Mehrzahl zueinander paralleler und zur Oberfläche des genannten Kollimators (3) rechtwinkliger Kanäle (7) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Zone (6) vier Kanäle aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kollimator (3) ferner eine Randzone (8) aufweist, welche eine Mehrzahl divergierender Kanäle (9) umfaßt, die mit den Kanälen der mittleren Zone (6) eine mit ihrer Entfernung in bezug auf die mittlere Zone (6) zunehmende Anwinklung aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Mittel zur Bewertung des Flusses der Gammastrahlen durch eine Mehrzahl von Fotovervielfachern mit Einzelanode gebildet wird, die dazu geeignet sind, das durch die Erfassungsmittel (1) abgestrahlte Lichtsignal zu empfangen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß vier Fotovervielfacher vorhanden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der Bewertungsmittel des Flusses der Gammastrahlung von einem Fotovervielfacher mit Mehrfachanode gebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Analyse des Flusses der Gammastrahlen elektronische Mittel sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel, die zur Bildung der Mittelachse der Vorrichtung geeignet sind, die Form mindestens zweier kohärenter Lichtquellen aufweisen, welche schmale Lichtstrahlenbündel erzeugen, deren Kreuzungspunkt der Senkrechten auf die Mitte der empfindlichen Oberfläche der Vorrichtung entspricht.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Erfassung einer Gammastrahlen ausstrahlenden radioaktiven Quelle, welche durch ein menschliches oder tierisches Gewebe oder Organ festgehalten ist.
Verwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 11 zur Erfassung einer Gammastrahlen ausstrahlenden radioaktiven Quelle, welche durch die Lymphknoten festgehalten ist.