SZABADALMI LEÍRÁS
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG
177624
SZOLGALATI TALÁLMÁNY
Nemzetközi osztályozás: Bejelentés napja: 1979. V. 9.
t £ »
(GA—1285)
G 06 f 15/42 A 61 B 6/00
Módosítási elsőbbsége: 1980. X. 10.
Közzététel napja: 1981. V. 28. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL
Megjelent: 1983. IV. 30.
Szabadalmas: Gamma Művek, Budapest
Biliing Ádám villamosmérnök, Bp. Dr. Csernay László orvosprof., Szeged Dr. Csirik János matematikus, Szeged Dr. Makkay Árpád matematikus, Szeged Dr. Máté Eörs matematikus, Szeged BikkBéla gépészmérnök, Bp. Csepkó Árpád villamosmérnök, Bp. Cserveny Lajos villamosmérnök, Bp. Garai Tibor szerkesztő, Bp. Farkas Béla villamosmérnök, Bp. Farkas Gyula villamosmérnök, Bp. Földes Imre villamosmérnök, Bp. Földes Imréné villamosmérnök, Bp. Káry Béla villamosmérnök, Bp. Keresztes Miklós villamosmérnök, Bp. Margitfalvy György villamosmérnök, Bp. Regula György gépészmérnök, Bp. Spitkó Ernő villamosmérnök, Bp. Szűcs Ilona matematikus, Szegvár Tárkány Szűcs Péter villamosmérnök, Bp. Újszászi István technikus, Érd
Brendezés az izotópos orvosi vizsgálatoknál keletkező képinformációs adatok, valamint statikus és dinamikus mérési eredmények összegyűjtésére, feldolgozására és kijelzésére 1 A találmány tárgya berendezés az izotópos orvosi vizsgálatoknál keletkező képinformációs adatok, valamint statikus és dinamikus mérési eredmények összegyűjtésére, feldolgozására és kijelzésére. A szcintillációs gamma kamerák alkalmazása az izotópos orvosdiagnosztikában már ismert. Elterjedését a gyors izotópeloszlási képek készítése indokolja. A szcintigráfiás vizsgálatokhoz ugyanis nagyszámú intenzitás-eloszláskép feldolgozására van szükség. Kezdetben a feldolgozást még off-line módon végezték. Amikor azonban a gamma kamerák megjelentek, a feldolgozandó képek száma nagyságrendekkel megnövekedett, így az adatfeldolgozás on-line feldolgozási módszert igényelt. A gamma kamerához alkalmazható feldolgozó rendszerek ezután számos változatban jöttek létre. Ezek legtöbbje univerzális számítástechnikai elemekből összeállított rendszer, amelyek speciális programokkal vannak kiegészítve. Mindezen rendszerek általános hátránya az, hogy kezelésükhöz számítástechnikai ismeretekre van szűkség, a vezérléshez szükséges utasításokat memorizálni kell. Ez a körülmény mind a gyakorló orvosok, mind a kisegítő egészségügyi személyzet részére nehézséget okoz. A probléma tovább súlyosbodik azzal, hogy az izotópos orvosdiagnosztikai laboratóriumokban a szcintigráfiás képeken kívül nagymennyiségű, feldolgozandó adatot produkálnak az egyéb mérőberendezések, például 9 többcsatornás dinamikus mérőrendszerek (agyi vérátfolyás, keringésvizggálat stb.). Az ismert adat177624
2
5
10
15
20
25
30
feldolgozó berendezések azonban csak a gamma kamerákat szolgálják ki, a többi adat feldolgozását nem végzik el A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezés segítségével a számos változatban ismert, gamma kamerákhoz alkalmazott adatfeldolgozó rendszerek, illetve berendezések közös hátrányait kívánjuk kiküszöbölni. A javasolt berendezés segítségével tehát azt a feladatot kell megoldani, hogy a bonyolult képfelvételi és képfeldolgozási műveletek számítástechnikai ismeretek nélkül legyenek elvégezhetők, miközben az orvos, vagy & kiértékelést végző személy egy képi kijelzőberendezésen megjelenő képinformáción folyamatosan követheti az utasítások hatását, és a szükségnek megfelelően avatkozik be. E feladat megoldásához a berendezés olyan perifériákat tartalmaz, amelyek a komplett izotópdiagnosztikai laboratórium adatfeldolgozását lehetővé teszik. A javasolt megoldásnak megfelelően a berendezést egy alfanumerikus display-n keresztül folytatott beszélgetés segítségével lehet vezérelni. Az orvosnak a berendezés által feltett kérdésekre kell „igen-nem"' válaszokkal vagy táblázatokban felsorolt lehetőségekből történő választással felelnie. A berendezés ezen eljárás szerint adott válaszok alapján végzi el a kívánt adatbegyűjtést, vagy adatfeldolgozási műveleteket. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezés segítségével tehát — szemben az ismert rendszerekkel — biztosítható az, hogy mindig begyűjtésre kerül
177624 3 az összes szükséges vezérlő paraméter — anélkül, hogy ehhez külön előre memorizált programra lenne szükség. Az egyes perifériális elemek önállóan működő egységek. Ezek működésének elindítása, illetve leállítása, valamint a működés paraméterei a fentebb már említett dialógus hatására jönnek létre. A találmány szerinti megoldásnak megfelelő berendezés a kitűzött cél elérése érdekében úgy van kialakítva, hogy egy alfanumerikus display egység egy központi egységgel — számítógép — van összekötve, amely egyrészt a hozzátartozó központi memóriaegységgel, másrészt adott számú státuszregiszterrel van összekötve. A státuszregiszterek vezérlő kapcsolatban állnak az egyes, önálló memóriával nem rendelkező perifériákkal. Az első státuszregiszterhez rendelt interface egyfelől- a központi memóriaegységgel, másfelől egy színes televízióval, a második státuszregiszterhez rendelt interface bemenete szintén a központi memóriaegységgel, továbbá egy úgynevezett disc-memóriával (háttér-memória) van összekötve, a további státuszregiszterhez rendelt, interface kimenete a központi memória egyik bemenetével van összekötve, míg bemenetére egy gamma kamera csatlakozik. Végül a következő státuszregiszterhez rendelt interface egyfelől a központi memóriával, másfelől pedig laboratóriumi perifériákkal van összekötve. A berendezést a leíráshoz mellékelt elvi kapcsolási vázlat alapján, egy kiviteli példa kapcsán részletesen is ismertetjük. Az 1. ábra a berendezést alkotó szerkezeti egységeket és azok egymáshoz viszonyított elrendezését (kapcsolatit) vázlatos kapcsolási rajz útján mutatjuk be. Az alfanumerikus 2 display egység latin és cirillbetűs karakterkészlettel és párhuzamos interface-egységgel rendelkezik. Az alfanumerikus 2 display egység a hozzátartozó klaviatúrával a rendszer vezérlésére szolgál. Képernyőjén keresztül bonyolódik a gép és a kezelő között a dialógus, s ugyancsak itt láthatók az adott helyzetben választható funkciók is. Felépítéséből eredően on-line és off-line használati lehetősége, tizenhat soros tárolási lehetősége, változtatható fényereje és soronként megjeleníthető nyolcvan karaktere van. Az alfanumerikus 2 display egység kétirányú adatforgalmat lebonyolító adatbusz útján egy 3 központi egységgel (számítógéppel) van összekötve. A 3 központi egység szintén kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalon (adatbusz) át egy 1 központi memóriaegységgel van összekötve, amelynek első kimenete egy olyan 5 interface egység bemenetére csatlakozik, amely a 3 központi egység kimenetének egyik leágazásával összekapcsolt 6 státuszregiszterhez van hozzárendelve. Az 1 központi memória második kimenete a 3 központi egység kimenetének további leágazására kötött, további 9 státuszregiszterhez rendelt 8 interface egység bemenetére csatlakozik. A 3 központi egység kimenetének harmadik leágazása pedig egy olyan 12 státuszregiszterre csatlakozik, amelyhez egy további 11 interface egyséig van hozzárendelve, és ez utóbbi kimenete útján van összekötve az 1 központi memóriaegységgel.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
A 3 központi egység kimenete — figyelembe véve az 60 említett 6, 9, 12 státuszregiszterekre kötött leágazásokat — végül egy negyedik 15 státuszregiszter bemenetével van összekötve. A z ezen 15 státuszregiszterekhez rendelt 14 interface egység kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalon át az 1 központi memóriaegységre 65 7
4
csatlakozik. A 15, 12, 9, 6 státuszregiszterek kimenetei közösítve a 3 központi egység bemenetére csatlakoznak. A 14 interface egység ezen túlmenően kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalak útján a megfelelő számú 13 laborperifériákkal is össze van kötve (a rajzon ezekből négyet ábrázoltunk). A 11 interface egység bemenetére csatlakozik a 10 gamma kamera, míg a 11 interface egység kimenete az 1 központi memóriaegységgel van összekötve. A 8 interface-egység kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalon át egy 7 disc-memóriaegyseggel van összekötve, míg bemenetére az említett 1 központi memória egyik kimenete csatlakozik. Az 5 interface egység kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonal útján 4 színes televíziókészülékkel van összekötve, míg ugyanezen 5 interface-egység bemenetére az 1 központi memória egyik kimenete csatlakozik. A 4 színes televízióhoz csatlakozó 5 interface-egység, továbbá a 10 gamma kamerával összekapcsolt 11 interface-egység speciális kialakításúak. Az 5 interface-egységbe egy TV-szinkrongenerátor van beépítve, amely rácsatlakozik egy két-mátrix sor tárolására alkalmas közbenső tárolóáramkör bemenetére, s ez utóbbi egy hard-ware-s szorzóáramkör bemenetével van összekötve. A TV-szinkrongenerátor a 4 színes televízió szinkronbemenetével is össze van kötve. A TVszinkrongenerátor négy TV-soronként feltölti az egyik tárolóáram kört, míg a másik két-mátrix soros tárolóáramkör tartalmát ugyanakkor megismétli a hard-ware-s szorzóáramkörön keresztül a 4 színes TV sztnvezérlő áramkörén. A 11 interface-egység a 10 gamma kamerára két A/D átalakítón keresztül csatlakozik. Az A/D átalakítók kimenetei egy töltőáramkör bemeneteire csatlakoznak, amelynek kimenete viszont a 1 központi memóriaegység bemenetével van összekötve. A 3 központi egység — mint említettük — tulajdonképpen egy önmagában ismert számítógép, az 1 központi memóriaegység pedig a számítógép memóriaegysége. A berendezés felépítéséből eredően a következőképpen működik: A 3 központi egység az alfanumerikus 2 display egységen keresztül gyűjti be a teljes rendszer működéséhez szükséges paramétereket. E paraméterek alapján a 3 központi egység feltölti az egyes, önálló memóriával nem rendelkező perifériák működését vezérlő 9, 6, 12, 15 státuszregisztereket. A feltöltött 9, 6, 12, 15 státuszregiszterek hatására önállóan működésbe lépnek az egyes 13 laborperifériák, például úgy, hogy az 5 interface-egység folyamatosan lekérdezi a kérdéses 9, 6, 12, 15 státuszregiszter által meghatározott memóriaterületet az 1 központi memóriaegységből és azt a 4 színes televízión kép formájában megjeleníti. Ugyanakkor a 12 státuszregiszter hatása alatt a 11 interface-egység digitalizálja a 10 gamma kamera jeleit és dekódolás után az 1 központi memória adott helyére helyezi. Ha mármost a 6 és 12 státuszregiszterek az 1 központi memóriaegység azonos területét jelölik ki, akkor a begyűjtés hatása közvetlenül látszik a 4 színes televízión. Ha pedig a 3 központi egység (számítógép) végez feldolgozási műveletet a 6 státuszregiszter által kijelölt területen az 1 központi memóriaegységen belül, akkor látható az adatfeldolgozás folyamata is. Eközben a 9 státuszregiszter hatására a 8 interface-egység az l köz-
5 ponti memóriaegység adott területét vagy elhatárolja a 7 discmemória-egységre, vagy onnan visszahozza. Az adatbegyűjtés — két példaképpeni lehetősége szerint — történhet ún. „statikus frame" üzemmódban, vagy „dinamikus frame" üzemmódban egyaránt. A vezérlés — szemben az eddig ismert fix programos vezérléssel — az alfanumerikus 2 display egység segítségével, a rajta keresztül folytatott dialógus révén valósul meg. A vezérlés lehetséges módjai: igen-nem válaszok, táblázatos választás, szabad választás. A speciális orvosi programok természetesen bővíthetők. A frame-üzemmód szerint kívánjuk elhelyezni a memóriában az alapkamerából jövö, digitalizált koordinátajeleket, ez úgy történik, hogy a memóriaegység memóriablokkja egy 64 x 64-es szómátrixként viselkedik. A mátrix minden egyes pontjához egy X és Y koordináta van rendelve, így a jelölt szó tartalma a koordinátához tartozó beütések gyakoriságát, illetve intenzitását jelzi. Ennek megfelelően az 1 központi memóriaegységben egy intenzitás-eloszlás térkép jelentkezik. Ennek megjelenítésére szolgál a 4 színes televízió és egy — a rajzon nem ábrázolt — oszcilloszkóp display. A display-k mátrixban vannak szervezve és az egyes képpontok tartalmát szín- vagy fényességmodulációval jelzik ki. Ez esetben az információk begyűjtése folyamán a memóriaegységben képpé rendezett információt tárolnak, tehát begyűjtése közben is mód van kijelzésre. Dinamikus felvétel esetén a számítógép memóriablokkja felváltva végzi a begyűjtést. Az éppen nem aktív blokk tartalmát közben a 7 disc-memóriaegységben lehet tárolni és biztosítani lehet a nullázást is. A 7 disc-memóriaegység blokkos kialakítású. Egy körülfordulás alatt 2 darab 2k bites blokkot tud átvinni, így a képmátrix minden egyes pontjának csak a legkisebb nyolc bitjét tárolja. Statikus vizsgálatnál tehát a túlcsordulást soft-ware-s úton figyeljük, és a tárolás előtt nyoic bitesre normalizáljuk az információt. Dinamikus felvételnél erre nincs lehetőség, túlcsordulás azonban csak rosszul választott felvételi paraméterekesetén fordulhat elő. Az adatok begyűjtésének másik módja az, amikor a memóriaegység a beütések koordinátáit tárolja egymásutáni rekeszekben, 7-7 bites felbontással. Ez finomabb felbontású kép előállítását teszi lehetővé, de a kijelzés csak soft-ware-s feldolgozás útján lehetséges, amely 64 x 60 vagy 128 x120-as mátrixban rendezve helyezi el az információt a memóriában. Ez a begyűjtési mód rövid időközök vizsgálatát teszi lehetővé. Az 5 interface memória-lekérdező áramköre — amely a 1 központi memóriaegységgel van összekötve — az 1 központi memóriaegységet ugyanazon idő alatt kérdezi le, amely idő alatt a 10 gamma kamerához csatlakozó 11 interface az 1 központi memóriaegységet tölti. Ez a 11 interface-egység a koordinátákat kép formájában rendezve helyezi el az 1 központi memóriaegységben — mégpedig ugyanabban az időtartamban, amikor a memóriaegységet a másik interface-egység lekérdezi és ennek eredményét azonnal, egyidejűleg jeleníti meg a 4 színes televízión. A kapcsolási elrendezés itt jelentkező többlethatása abban van, hogy azonos 1 központi memóriaegység azonos helyét használja ki erre a szimultán műveletre. A hagyományos számítógép-rendszer soft-ware-je csupán a két interface működését engedélyezi, vagy
177624
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
6
letiltja. Szerepe durván szólva, a hagyományos nyomógombos kapcsoló szerepét tölti be. A 11 interface speciális kialakítása pedig arra szolgál, hogy töltőáramkörön keresztül kép formájában rcndezett koordinátákat az 1 központi memóriaegységbe helyezze, illetve a memória egy rekeszének a tartalmát egy memóriaciklus alatt módosítsa. A 11 interface tehát az információ „begyűjtését", az 5 interface pedig csak kijelzését végzi. A vezérlés az alfanumerikus 2 display egység S-betűjének lenyomásával indul. Statikus képfelvétel alkalmával gyakran előfordul, hogy a detektor hibás elhelyezése miatt a leképezni kívánt szerv nincs teljesen a képmezőben. Ebben az esetben mód van arra, hogy az előválasztott idő, vagy impulzusszám eléróse előtt a beteg helyzetét korrigálhatjuk és a vizsgálatot a 11 interface paneljén található indítógomb megnyomásával újraindíthatjuk. Szükség esetén többszöri korrekció is végrehajtható. Feltétel csupán az, hogy az újraindítás a tervezett idő, illetve impulzusszám elérési előtt történjék. Az S-betű lenyomásával megindul az adatgyűjtés. Ezzel egyidőben a 4 színes televízió display oldalán megjelenik a színskála, a vizsgált beteg nevének első nyolc karaktere, és a vizsgálat sorszáma. Ezt követően az 1 központi memóriaegység aktuális memóriablokkjába gyűlő adatok hatására statikus vizsgálatkor láthatóvá válik a leképzett szerv, vagy szövet területe. Dinamikus frame-üzemmódban történő vizsgálatnál, ha rövid képidöket terveztünk, a működést apró felvillanások jelzik, hosszabb intervallumok és nagyobb aktivitás esetén a képadatokat is láthatjuk. Az adatgyűjtés végével automatikusan indul az obligát, vagy fakultatíve választott előfeldolgozás, az alaptábla megjelenik a képernyőn, amely azt jelzi, hogy új vizsgálatot kezdhet a dialógust indító orvos vagy áttérhet az adatfeldolgozásra. Az információ-gyűjtés és kijelzés fentiekben Irt megoldása azzal az eddig nem tapasztalt előnnyel jár, hogy az orvos a vizsgálat közben a színes display-n állandóan tudja követni a begyűjtés folyamatát. Eddig ugyanis csak arra volt mód, hogy az információt begyűjtsék és utána jelenítsék meg a display-n a soft-ware-as beavatkozás után, kép formájában. A találmány szerinti megoldásnak megfelelően berendezés segítségével azonban az orvos — mivel a két művelet szimultán zajlik le — már felvétel közben beavatkozhat. A berendezés révén mód van arra is, hogy lyukszalagon tárolt képet építsünk be. Mivel a szalag a betegvizsgálatra vonatkozó információkat nem tartalmaz, a beolvasást az alfanumerikus 2 display egységen lefolytatott párbeszédnek kell megelőznie. Tetszőleges karakter leütése után az alapképet kapjuk vissza. Az így beolvasott kép a katalógus utolsó eleme.
Szabadalmi igénypont 60 Berendezés az izotópos orvosi vizsgálatoknál keletkező képinformációs adatok, valamint statikus és dinamikus mérési eredmények összegyűjtésére, feldolgozására és kijelzésére, amelyben központi egységet alkotó 65 számítógép, szcintillációs gamma kamera (10), valamint 3
177624
5
a számítógéppel kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalon át összekötött alfanumerikus display-egység (2), központi memóriaegység (1), továbbá színes televízió (4) van, az alfanumerikus display egység (2) kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalon (adatbusz) 5 át a központi egységet (3) alkotó számítógéppel, s ez utóbbi ugyanilyen módon központi memóriaegységgel (1) van összekötve, amelynek első kimenete interfaceegység (5) bemenetére, második kimenete további interface-egység (8) bemenetére csatlakozik, míg beme- 10 ne te további interface-egység (11) kimenetével van összekötve, végül ugyanezen központi memóriaegység (1) kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalon (adatbusz) át további interface-egységre (14) csatlakozik; az első interface-egység (5) kétirányú adatforgalmat le- 15 bonyolító vonalon (adatbusz) át a színes televízióval (4), a második interface-egység (8) ugyanilyen módon disc-memóriaegységgel (7) van összekötve, míg a harmadik interface-egység (11) bemenetére gamma-kamera (10) kimenete van kötve; a negyedik interface-egység 20 (14) kétirányú adatforgalmat lebonyolító vonalakon
keresztül- megfelelő számú laborperifériávaí (13) van összekötve; a központi egység (3) kimenete az egyes interface-egységekhez (5, 8, 11, 14) rendelt státuszregiszterek (6, 9, 12, 15) bemeneteire leágazások útján csatlakozik, míg ugyanezen státuszregiszterek (15, 12, 9, 6) kimenetei közösítve a központi egység (3) bemenetére vannak kötve, azzal jellemezve, hogy a színes televízióhoz (4) csatlakozó interface-egységbe (5) TV-szinkrongenerátor van beépítve, amely memória lekérdező áramkörön keresztül csatlakozik a központi memóriaegységre (1), s ugyanezen TV-szinkrongenerátor két darab, egy TV-soros közbenső tároló bemenetével van összekötve, amelyek kimenetei szorzóáramkör bemenetére csatlakoznak, s ez utóbbi kimenetei a színes televízió (4) színvezérlő áramkörével vannak összekötve, míg a színes televízió (4) szinkronvezérlő áramkörével a szinkrongenerátor egyik kimenete van összekapcsolva; a gamma kamerával (10) összekapcsolt interface-egység (11) két A/D átalakítón át töltőáramkör bemeneteivel van összekötve, melynek kimenete viszont a központi memóriaegység (1) egyik bemenetére csatlakozik.
1 db rajz, 1 ábra
A
kiadásírt felel: á Közgazdasági és Jogi Könyvkiadó igazgatója
83.6689.66-4 Alföldi Nyomda, Debrecen — Felelős vezető: Benkö István igazgató
4
6
13
