ES2319986T3 - Sonda gamma de alta energia con capacidad para detectar una posicion. - Google Patents
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Abstract
Un procedimiento para detectar y localizar la radiación gamma procedente de una fuente blanco en la posible presencia de una radiación gamma de fondo, comprendiendo dicho procedimiento las siguientes etapas: a) detectar la distribución direccional de intensidad de rayos gamma con respecto a una dirección preferida, b) analizar la distribución direccional de intensidad, corrigiendo la eficiencia de detección y el ángulo sólido de visión del medio de detección, c) determinar la magnitud y la distribución espacial de la radiación de fondo, d) determinar la contribución del fondo en la intensidad medida en la dirección preferida a partir de la magnitud y la distribución espacial de la radiación de fondo, e) determinar la intensidad neta de la radiación gamma en una dirección preferida substrayendo de la intensidad medida en la dirección preferida cualquier contribución de fondo procedente de las direcciones no preferidas.
Description
Sonda gamma de alta energía con capacidad para
detectar una posición.
La presente invención se refiere a un aparato y
un procedimiento para detectar y localizar radiación gamma, en
aplicaciones médicas y técnicas, adecuados para la radiación de
aniquilación del positrón de 511 keV e incluso mayores energías de
rayos gamma que superen 1 MeV.
La marcación del tejido con sustancias
radiactivas es un procedimiento muy implantado en diagnosis médica
y cirugía. Mediante dispositivos detectores de radiación se detecta
y localiza la absorción específica de la radiactividad, por ejemplo
en el tejido maligno. Diversos tipos de cámaras gamma proporcionan
imágenes escintigráficas de la distribución de la radiación en el
interior de un paciente con propósitos de diagnóstico. Sin embargo,
son demasiado grandes y demasiado lentas para la cirugía
radioguiada. Las sondas gamma portátiles con un cabezal consistente
en un detector de radiación, blindaje y un colimador son ampliamente
utilizadas para ese propósito (véase, por ejemplo, el documento WO
02/44755 A2). Tal sonda es desplazada por el cirujano a través de
una región sospechosa del paciente para localizar, por ejemplo, el
tejido canceroso que se manifiesta por un exceso de radiación en
comparación con el tejido circundante.
La actividad inyectada en un paciente deberá
mantenerse lo más baja posible en beneficio del paciente y del
personal sanitario. Esto exige que la eficiencia de detección de la
sonda gamma sea lo mayor posible. Suponiendo una fuente gamma de
tipo puntual, la eficiencia de detección viene determinada
predominantemente por el ángulo sólido cubierto por el detector
gamma y por la eficiencia de detección. No pueden utilizarse
detectores de gran tamaño porque la cabeza de la sonda tiene que
ser compacta y de poco peso para poder maniobrar con precisión y
apuntar exactamente a las manifestaciones tumorales. Por lo tanto
son mandatorios los escintiladores densos o los diodos de estado
sólido compuestos por elementos pesados. Más importante, es preciso
minimizar la distancia entre el detector y el blanco. Suponiendo
una distancia típica de 10 mm desde el tejido maligno hasta la
superficie del cuerpo, la eficiencia de detección de una sonda
colocada directamente en la superficie del cuerpo es cuatro veces
mayor y nueve veces mayor respectivamente que la eficiencia que se
obtiene a 10 mm y 20 mm de distancia de la superficie. La
colimación del campo de visión, según se describe más adelante,
suele exigir una posición retraída del detector. Estas condiciones
conducen a una eficiencia mínima, generalmente aceptada,
correspondiente a una sensibilidad de unos 5 cps/kBq, y por lo
tanto a una actividad requerida mínima de unos pocos kBq, para que
un blanco sea detectable.
Desafortunadamente, los rayos gamma procedentes
del lugar marcado tienden a dispersarse en el tejido y órganos
circundantes, contribuyendo así a un fondo de radiación difuso que
dificulta la localización de la fuente original. Adicionalmente,
los productos farmacéuticos radiactivos que se emplean normalmente
enriquecen sin selectividad los órganos internos tales como el
hígado o el cerebro y en cierto grado están presentes en todo el
cuerpo. Por lo tanto, cerca de los lugares tumorales prevalece una
intensa radiactividad de fondo.
Una posibilidad de distinguir entre un rayo
gamma dispersado y un rayo gamma directo emitido por una fuente es
por su energía. Sólo los rayos gamma que llegan en línea directa
desde la fuente hasta el detector poseen toda su energía, mientras
que en cualquier proceso de dispersión se pierde algo de energía. El
empleo de un detector sensible a la energía y la selección de
eventos con la energía completa de los rayos gamma permiten por
tanto suprimir el fondo de rayos gamma dispersados. Este
procedimiento sólo es aplicable con radioisótopos que emitan rayos
gamma de una energía, como el ^{99m}Tc, mientras que los isótopos
con varias transiciones gamma (por ejemplo el ^{111}In: 171 keV,
245 keV) quedan excluidos. Es más, no todos los rayos gamma son
totalmente absorbidos en el detector. Dependiendo del tipo y tamaño
del escintilador o diodo de estado sólido utilizado como detector,
y de la energía del rayo gamma, puede que la mayoría de los rayos
gamma depositen sólo parte de su energía y por lo tanto sean
asignados al fondo. Consecuentemente, la tasa restante aceptada de
rayos gamma directos procedentes de una fuente queda severamente
disminuida, reduciéndose la sensibilidad para detectar y localizar
tejido maligno a menos que se restablezca la precisión estadística
por un aumento de la actividad aplicada al paciente.
Otra aproximación para suprimir no sólo el fondo
de rayos gamma dispersados, sino también la radiación de fondo
procedente de otras fuentes cercanas al lugar sospechoso del tumor,
es utilizar con el detector material de blindaje y colimación. El
blindaje y el colimador están hechos de metales densos y pesados,
como plomo o aleaciones de tungsteno, que presentan la mayor
absorción de rayos gamma. El colimador sirve para definir el campo
de visión del detector. Para una localización correcta,
particularmente de tumores pequeños, se precisa una elevada
selectividad espacial, la cual exige un cono del colimador con una
abertura estrecha (ver H. Wengenmair y otros; Der Nuklearmediziner
Nº 4, 22 (1999) 271). Cuanto más estrecho es el cono, menor es el
volumen del cuerpo que contribuye a la señal de fondo, mientras que
la señal del blanco, procedente de un tumor, permanece constante. A
una distancia de 30 cm (campo lejano) la anchura del espectro a la
mitad del valor máximo (FWHM) de la tasa de distribución de la
señal radial, determinada por la geometría del cono y del detector,
será \leq 40º para las sondas gamma universales. En los casos de
fuentes de fondo cercanas o de una relación desfavorable entre el
blanco y el fondo, es preferible una distribución más estrecha. En
las aplicaciones típicas, la distancia entre la parte de la sonda
sensible a la radiación y el tejido a inspeccionar es de unos 10
mm. Para distinguir fuentes puntuales cercanas, por ejemplo nodos
linfáticos vecinos, la resolución espacial de la sonda a corta
distancia (campo cercano) tiene que ser < 25 mm como mínimo. Para
la localización de nodos linfáticos muy pequeños, prevalentes por
ejemplo en la cabeza y regiones del cuello, es necesaria una
precisión < 15 mm de FWHM. Por otra parte una colimación
demasiado estrecha es contraproducente si hay que explorar grandes
zonas del cuerpo durante la cirugía. En ese caso es preferible un
cono más ancho para acortar el tiempo de radioscopia. Se usan
colimadores ajustables e intercambiables (véase, por ejemplo, los
documentos US 5036201, US 4959547) con las sondas gamma disponibles
para adaptar las características del cono a la aplicación.
La radiación de fondo puede incidir en la sonda
desde casi cualquier dirección. Por lo tanto la colimación y el
blindaje deben proteger al detector por todos los lados excepto por
el cono abierto. Incluso ha sido sugerido el uso de grandes
blindajes externos a la sonda gamma (US 5148040). En el peor de los
casos puede situarse en las cercanías de la sonda el depósito de
inyección de un producto farmacéutico radiactivo con una actividad
1000 veces superior a la actividad del tejido canceroso. Un espesor
de blindaje de < 4 mm es suficiente para proporcionar un factor
de absorción óptimo de > 10^{3} para una radiación de fondo de
140 keV de energía emitida por el ^{99m}Tc. Incluso para los rayos
gamma de 364 keV del radio isótopo ^{131}I, la atenuación de los
absorbedores más fuertes, como el tungsteno, ya no es suficiente
para alcanzar este factor de supresión de fondo. Para mantener el
peso de la sonda muy por debajo de 1 kg y el diámetro de la cabeza
por debajo de 25 mm es aplicable un espesor máximo de blindaje de 9
mm, que produce un factor de supresión de aproximadamente 20. El
aumento del espesor del blindaje a 18 mm de tungsteno o 25 mm de
plomo restablecería la deseada reducción del fondo. Sin embargo, en
tal caso la cabeza de la sonda sería demasiado pesada y demasiado
grande para que fuese adecuada.
El documento US 5.345.084 describe un conjunto
de detector de radiación efectivo para determinar la dirección de
una fuente de radiación de neutrones rápidos desde dicho conjunto,
consistente esencialmente en cuatro detectores omnidireccionales de
neutrones rápidos dispuestos según una relación emparejada y
compacta, con simetría antero-posterior e
izquierda-derecha para formar un detector segmentado
simétrico; y un medio de procesador para combinar aritméticamente
las cuentas de la radiación incidente de dicha pluralidad de
detectores para emitir una señal funcionalmente referida a una
dirección de una fuente de dicha radiación.
En muchas aplicaciones médicas los productos
farmacéuticos radiactivos PET, como el ^{18}F-FDG,
resultan ser superiores a los trazadores de baja energía
convencionales debido a que es mucho mayor la concentración
específica en el tejido maligno, lo cual lleva potencialmente a una
mayor sensibilidad y selectividad. Sin embargo, en los rayos gamma
de 511 keV del ^{18}F-FDG el factor de supresión
del tungsteno de 9 mm de espesor es sólo de 10, lo cual en muchas
aplicaciones limita severamente el uso de las sondas del estado de
la técnica.
Por lo tanto, existe la necesidad de una sonda
gamma, que pueda emplearse para detectar y localizar rayos gamma de
511 keV e incluso energías mayores, que evite la citada restricción
de las sondas de la técnica actual.
La presente invención describe un nuevo
procedimiento y aparato de detección y localización de rayos gamma,
exclusivo con respecto a los procedimientos anteriores mencionados
más arriba. Al contrario que la técnica anterior, la presente
invención no confía en la colimación y blindaje con metales pesados,
por lo que evita las limitaciones de la energía gamma inherentes a
las sondas gamma convencionales.
Esto se posibilita empleando una multitud de
detectores gamma como medio de detección de la radiación. La
disposición geométrica es tal que cada detector tiene un campo de
visión al menos parcialmente diferente de cada otro detector.
Además, cada detector actúa al menos parcialmente como blindaje para
al menos otro detector. En una realización preferida del
procedimiento, dichos detectores están geométricamente dispuestos de
manera que con sus campos de visión combinados cubren todas las
direcciones de las que se espera provenga la radiación gamma. Si se
encuentra presente una fuente blanco 1 de tipo puntual, según se
muestra esquemáticamente en la fig. 1, el detector 11 que visiona
directamente la fuente presenta una tasa de conteo más alta que
aquellos detectores 12 que están situados más lejos y en sombra con
respecto a la visión directa. El tamaño de los detectores debe
asegurar que, para todas las energías de rayos gamma que vayan a ser
aceptadas, la probabilidad de absorción en los detectores con
visión directa sea como mínimo del 30% para obtener una considerable
reducción de la tasa de conteo en los detectores en sombra. Los
valores de la tasa de conteo de los detectores forman un patrón
característico que permite determinar la dirección de la cual
procede la irradiación a los detectores. El patrón refleja una
fuente concentrada cercana 2 superpuesta a la fuente blanco 1, así
como una fuente de fondo 3 difusa y extensa. El análisis del patrón
revela la localización de las concentraciones de radiación. A
partir de este puede determinarse a la vez la intensidad gamma neta
en la dirección preferida del blanco y la dirección de la
intensidad gamma más elevada.
Una sonda gamma de la presente invención
comprende a) una multitud de detectores gamma en una disposición
geométrica compacta; b) medios de tratamiento de señales para cada
detector; c) medios de tratamiento de datos para generar desde el
detector información sobre la tasa de conteo de señales; d) medios
de cálculo para efectuar el análisis de la tasa de conteo de todos
los detectores; e) medios de interfaz para generar una información
visual o acústica.
Estas, así como otras ventajas de la presente
invención serán evidentes y más claramente comprendidas por la
descripción y dibujos siguientes.
La fig. 1 muestra un dibujo esquemático del
principio de medición.
La fig. 2 muestra unos ejemplos de disposiciones
de detectores adecuadas.
La fig. 3 muestra esquemáticamente una
realización preferida del aparato de la presente invención.
En una sonda gamma universal deben ser
considerados todos los tipos de distribución espacial de la
radiación de fondo: a) fondo difuso, de distribución amplia, por
ejemplo procedente de la activación no específica de un cuerpo y de
múltiples procesos de dispersión gamma, b) radiación limitada a un
volumen específico, por ejemplo órganos como el riñón o el hígado y
c) fuentes de radiación de tipo puntual bien localizadas, como
nodos linfáticos malignos. Todas estas fuentes pueden producirse
concurrentemente. Por lo tanto se requiere una cierta multitud de
detectores medidores de fondo para poder identificar y cuantificar
la contribución del fondo a la tasa de conteo del detector gamma
que está visionando directamente una supuesta fuente blanco. Existe
una publicación previa de una sonda gamma doble que usa un detector
central rodeado por un detector anular exterior para distinguir, en
una evaluación cardíaca, entre la actividad en el ventrículo
izquierdo del corazón y la diafonía pulmonar procedente del corazón
derecho (ZA 7601612). Sin embargo, la disposición geométrica
presentada no permitiría una determinación cuantitativa del
fondo.
fondo.
En una disposición determinada de detectores del
blanco, la tasa del fondo perturbador depende específicamente de la
dirección desde la cual se origina la radiación de fondo. Asumiendo
que la radiación de fondo puede proceder de cualquier dirección, un
montaje geométrico preferido consiste en un detector gamma 11 del
blanco y tres detectores gamma 12 del fondo en una configuración
tetraédrica según se muestra esquemáticamente en la fig. 2a. El
detector 11 del blanco está alineado con el eje principal de la
orientación principal 13 del blanco. Cada detector cubre un campo
de visión distinto y está parcial o completamente en sombra en todas
las otras direcciones. La sombra resulta en una reducción de la
tasa de detección debido a la absorción de rayos gamma por el
detector que produce la sombra. Cuanto mayor sea el factor de
absorción, menor será la contribución del fondo procedente de la
dirección en sombra. Por consiguiente el tamaño de los detectores
deberá ser lo más grande posible. Por otra parte, en una sonda
portátil las consideraciones de tamaño y peso limitan las
dimensiones lineales de cada detector a unos 10 mm. Por lo tanto,
considerando los rayos gamma de 511 keV y los escintiladores de Csl
que suelen usarse para los detectores, el factor de absorción es
aproximadamente 2 como máximo. Por consiguiente, las fuentes de
fondo fuertes no pueden blindarse eficazmente aunque estén
completamente sombreadas por los detectores de fondo. Es más, es
probable que las fuentes de fondo extensas sean hasta cierto punto
directamente visionadas por el detector del blanco.
La situación mejora en la geometría preferida de
la fig. 2b, con un detector 11 del blanco y seis detectores 12 del
fondo. En este caso los ángulos sólidos de visión directa se
reducen, obteniéndose una mejor localización de la fuente de fondo
y, particularmente para el detector del blanco, una menor
contribución del fondo. Adicionalmente, el aumento del número de
detectores resulta generalmente en una mejor definición de la
dirección y una mayor capacidad para identificar multitudes de
fuentes individuales de fondo. También puede obtenerse una mejora
en la definición de la dirección mediante absorbedores pasivos 14 de
metal denso para blindar el espacio entre los detectores, según se
indica en la fig. 2c. Los expertos en la técnica encontrarán
fácilmente disposiciones geométricas para los detectores, adecuadas
para una aplicación particular de la sonda gamma, con la ayuda de
modelado por ordenador y simulaciones Monte Carlo.
En una realización particular de la invención se
usan como detectores gamma cinco cristales de centelleo de
CsI(TI) de la forma y configuración que se muestra en la fig.
2c. Para la lectura de la luz cada cristal utiliza un diodo PIN de
Si. También pueden utilizarse otros tipos de cristales de centelleo
como NaI(TI) o LSO. Son alternativas adecuadas para la
lectura de la luz otros tipos de diodos o tubos fotomultiplicadores.
También son adecuados los detectores de estado sólido como CdTI o
CZT, especialmente si se emplean detectores segmentados de gran
tamaño. Es esencial la compacidad de los detectores, con un espacio
vacío entre ellos lo más pequeño posible, teniendo cuidado de
evitar interferencias ópticas o eléctricas entre los detectores.
La fig. 3 muestra esquemáticamente una
realización preferida del aparato de la invención. Consta de la
sonda portátil 50 en una carcasa metálica con la disposición 10 de
detectores y la electrónica de tratamiento incluidos. Los impulsos
eléctricos producidos por los detectores tienen que ser tratados del
modo conocido, mediante conformación y amplificación electrónica de
los impulsos antes de que los discriminadores de impulsos generen
señales lógicas. La sonda está conectada a una unidad de control 52
a través de un cable 53 para la transmisión de energía y de
señales. La unidad de control comprende la electrónica digital 22,
un indicador 31y unas baterías 40 para la alimentación eléctrica.
Para contar la tasa de cada detector se utilizan contadores
electrónicos con puesta a cero. Las tasas de conteo son leídas por
un microcontrolador que calcula la distribución espacial de la
radiación y la contribución del fondo sobre la tasa de conteo del
detector del blanco. En la realización descrita la tasa de conteo
neta del detector del blanco, después de haber substraído el fondo,
es mostrada numéricamente en un indicador numérico 31. Otras
posibilidades de interfaz comúnmente usadas incluyen gráficos de
barras con LEDs y señales acústicas de frecuencia modulada emitidas
por un altavoz.
Una ventaja de la invención es la posibilidad de
indicar la dirección de la intensidad gamma más elevada. Los que
manejan sondas gamma agradecerán una guía que les ayude a encontrar
los máximos de la radiación local cuando maniobren el dispositivo a
través de un cuerpo. Una posible manera de mostrar la dirección, que
es la elegida para la realización descrita de la invención, es con
cuatro LEDs 32 que representan izquierda, derecha, arriba, abajo,
de los cuales se activa el que corresponda a la mayor intensidad
gamma observada.
El análisis de las tasas de conteo se simplifica
por el hecho obligado de que una cierta dirección con respecto a la
disposición de detectores está definida como la dirección 13 a la
que apunta la sonda gamma. Una dirección de puntería preferida es a
lo largo del eje de simetría de la cabeza del detector. Como con las
sondas gamma convencionales, se asume que el operador desplaza la
sonda sobre la superficie del cuerpo, a no ser que esta posición de
puntería coincida con la localización de la fuente blanco. La tasa
de conteo del uno o varios detectores frontales que visionan
directamente en la dirección de la puntería es sensible a la fuente
blanco. Si esta fuente blanco se encuentra en las direcciones de
puntería, dichas tasas de los detectores frontales son más altas
que las tasas de los detectores laterales y posteriores, que están
parcial o totalmente tapados. Un procedimiento de análisis simple y
preferido para deducir la actividad gamma relativa en la dirección
de la puntería comprende las siguientes etapas: en primer lugar se
calibra la tasa de cada detector para considerar diferentes
eficiencias de detección y ángulos sólidos de visión para una
determinada energía gamma. Las tasas de los detectores calibrados
son normalizadas a la tasa del detector del blanco, definido como el
detector que visiona principalmente en la dirección preferida. Se
calcula la incertidumbre estadística de las tasas de conteo medidas
por cada detector. Empleando por ejemplo un procedimiento conocido
de ajuste por mínimos cuadrados, se comparan las tasas normalizadas
de los detectores con una base de datos de tasas normalizadas de
detección, predeterminadas y asociadas a diferentes escenarios de
radiación de fondo, para deducir el mejor escenario de ajuste. De
este modo se toman en consideración las incertidumbres estadísticas
de las tasas de conteo de los detectores. Para el escenario de
ajuste se extrae de la base de datos un conjunto de coeficientes de
atenuación y se aplican estos coeficientes a las tasas de detección
calibradas de los detectores del fondo. Estas tasas de detección
atenuadas son substraídas de la tasa calibrada del detector del
blanco para deducir la tasa neta correspondiente a la intensidad
gamma procedente de la dirección preferida.
La base de datos de las tasas de detección
normalizadas asociadas a diferentes escenarios de radiación de
fondo puede obtenerse ya sea experimentalmente o por modelado y
simulación Monte Carlo. Pueden obtenerse condiciones de fondo
realistas con fuentes gamma puntuales y extensas de radioisótopos
comúnmente utilizados. Posicionando dicha fuente a diferentes
distancias y ángulos con respecto a la cabeza del detector, puede
generarse un conjunto suficientemente detallado de patrones de
tasas de conteo de detectores. Pueden tomarse en consideración
simetrías geométricas de la disposición de los detectores para
reducir el tamaño de la base de datos. Por otro lado, podrían ser
necesarias interpolaciones entre puntos de la base de datos si, por
ejemplo, no se dispusiera de ninguna fuente para cubrir una energía
gamma particular. Pueden emplearse maniquíes de cuerpos y órganos
para simular el fondo de dispersión difusa. Si es preciso considerar
escenarios de radiación más complejos, puede tomarse en
consideración la superposición de diferentes puntos de la base de
datos.
El tamaño y contenido de la base de datos
depende de la aplicación pretendida y pueden hallarse más fácilmente
mediante experimentación con escenarios de fondo típicos. Incluso
las bases de datos más simples pueden ser suficientes para obtener
una reducción de fondo mayor que con las sondas gamma de la técnica
anterior. Para la detección de nodos linfáticos centinelas malignos
activados por ^{18}F-FDG, usando una geometría de
detectores de CsI(TI) como la representada en la fig. 2c, un
valor constante para todos los coeficientes de atenuación cubre
adecuadamente todas las situaciones de fondo que se produzcan.
Las tasas de conteo observadas en los detectores
están sometidas a fluctuaciones estadísticas. Para obtener una
supresión fiable del fondo es preciso tomar en consideración la
fluctuación estadística de la tasa de fondo en el detector del
blanco. Esto puede hacerse aceptando únicamente tasas del detector
del blanco que, antes de substraer la contribución del fondo, estén
al menos por encima de N=2 ó N=3 desviaciones estándar N.\sigma
de la contribución del fondo. La probabilidad de hallar un valor de
fondo fuera de N.\sigma da la inversa del factor de supresión del
fondo. Por lo tanto, eligiendo N puede ajustarse la supresión de
fondo deseada. En particular, con intensidades de fondo muy
dominantes, este procedimiento conduce a una reducción de la
sensibilidad efectiva para detectar una fuente blanco. En una
realización preferida el límite de detección de la fuente puede ser
20 cps sin radiación de fondo. Este límite aumentará hasta unos 100
cps en caso de una actividad de fondo igual a 100 veces la
actividad del blanco y N=3. Nótese que con sondas gamma
convencionales con colimador la posición retraída del detector
puede resultar en una pérdida similar de sensibilidad
independientemente de la actividad actual del fondo. Es ventajoso
visualizar el límite actual de la intensidad y el factor de
supresión del fondo.
Con coeficientes de atenuación aplicados según
se describió anteriormente, el ángulo sólido efectivo de visión
directa del detector del blanco es mínimo. En el ejemplo de la
realización preferida que aquí se describe, el ángulo sólido
efectivo en el campo lejano asciende a unos 30º FWHM,
correspondientes a una resolución espacial en el campo cercano de
11 mm para rayos gamma de 511 keV. Si se espera una fuente blanco
extensa, o varias fuentes de tipo puntual en estrecha proximidad,
podría ser deseable extender el ángulo sólido efectivo de la visión
activa del detector del blanco. Esto se consigue reduciendo la
contribución del fondo substraída de los detectores de fondo
adyacentes al detector del blanco, o equivalentemente añadiendo
parte de la tasa de conteo de estos detectores, originada desde la
zona más ancha del blanco, a la contribución del blanco en el
detector del blanco central. Una manera sencilla consiste en reducir
los valores de los correspondientes coeficientes de atenuación. La
relación entre estos coeficientes reducidos y el tamaño del ángulo
sólido efectivo del blanco debe ser determinada empíricamente o por
modelado y simulación.
La dirección de la mayor intensidad gamma puede
ser deducida directamente de las tasas de los detectores calibrados,
tomando en consideración las incertidumbres estadísticas. Un modo
simple de indicar la dirección es activar aquel de los, por
ejemplo, cuatro LEDs (arriba, abajo, izquierda, derecha) que esté
más cerca de la dirección deducida. Otra posibilidad es interpolar
la dirección correcta activando un LED únicamente si su dirección
coincide con la dirección deducida. En caso contrario se activan dos
LEDs con una relación de intensidad luminosa correspondiente a la
dirección media interpolada entre ellos.
Claims (10)
1. Un procedimiento para detectar y localizar la
radiación gamma procedente de una fuente blanco en la posible
presencia de una radiación gamma de fondo, comprendiendo dicho
procedimiento las siguientes etapas:
- a)
- detectar la distribución direccional de intensidad de rayos gamma con respecto a una dirección preferida,
- b)
- analizar la distribución direccional de intensidad, corrigiendo la eficiencia de detección y el ángulo sólido de visión del medio de detección,
- c)
- determinar la magnitud y la distribución espacial de la radiación de fondo,
- d)
- determinar la contribución del fondo en la intensidad medida en la dirección preferida a partir de la magnitud y la distribución espacial de la radiación de fondo,
- e)
- determinar la intensidad neta de la radiación gamma en una dirección preferida substrayendo de la intensidad medida en la dirección preferida cualquier contribución de fondo procedente de las direcciones no preferidas.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, que
comprende adicionalmente determinar la dirección de la máxima
intensidad gamma a partir de la distribución de intensidad
detectada.
3. Un aparato para poner en práctica el
procedimiento de las reivindicaciones 1-2 que
comprende:
- a)
- una multitud de medios de detección gamma que producen impulsos eléctricos en respuesta a las interacciones gamma,
- b)
- medios de acondicionamiento y tratamiento de señales para cada uno de dichos detectores que generan una información de tasa de conteo gamma para cada detector,
- c)
- medios de tratamiento de datos para calcular, a partir del patrón de la información de la tasa de conteo de los detectores, la información sobre la intensidad gamma neta en una dirección preferida corregida en cuanto a la radiación de fondo procedente de otras localizaciones y la información sobre la dirección de la intensidad gamma más elevada,
- d)
- medios de interfaz para indicar la intensidad gamma neta en la dirección preferida y la dirección de la intensidad gamma más elevada.
4. El aparato de la reivindicación 3, en el cual
el medio de detección gamma es una multitud de detectores gamma
hechos ya sea de escintiladores acoplados a fotodiodos, o
fotomultiplicadores o diodos de estado sólido.
5. El aparato de las reivindicaciones
3-4, en el cual la multitud de detectores está
dispuesta de un modo compacto de manera que cada detector tiene un
campo de visión al menos parcialmente diferente del de cada otro
detector, y cada detector actúa al menos parcialmente como blindaje
para al menos otro detector.
6. El aparato de las reivindicaciones
3-5, en el cual el espacio entre detectores y
adyacente a los mismos está ocupado por medios de absorción gamma,
de manera que los medios de absorción gamma actúan al menos
parcialmente como blindaje para al menos un detector, o dichos
medios de absorción gamma actúan como colimador reduciendo el campo
de visión no sombreado de al menos un detector.
7. El aparato de las reivindicaciones
3-6, en el cual la multitud de detectores, los
medios de acondicionamiento y tratamiento de señales y los
indicadores ópticos forman una sonda gamma portátil conectada por
medios eléctricos u ópticos a una unidad de visualización y control
para presentar óptica y acústicamente la intensidad de la radiación
procedente de una dirección preferida.
8. La sonda portátil de la reivindicación 7, en
la cual los indicadores ópticos están colocados cerca de los
detectores de manera que cada indicador esté asociado a una
dirección y pueda ser activado el indicador correspondiente a la
dirección de la mayor intensidad gamma.
9. Un procedimiento para operar el aparato de
las reivindicaciones 3-8 para determinar la
intensidad gamma en una dirección espacial preferida a partir de
las tasas de conteo de los detectores gamma.
10. El procedimiento de la reivindicación 9, que
comprende adicionalmente determinar la dirección de la mayor
intensidad gamma mediante la comparación de las tasas normalizadas
de los detectores tomando en consideración las incertidumbres
estadísticas.
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