СПОСОБ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО ТИПА Российский патент 1997 года по МПК H04N3/32 H04N5/32 

Изобретение относится к радиоционным устройствам, в которых рентгеновское изображение преобразуется в электрический сигнал и воспроизводится на индикаторах телевизионного типа, и может найти применение в технике, медицине, науке.

Получение рентгеновских изображений с использованием электронно-вычислительных средств позволяет создавать новые диагностические методы и приемы рентгенологических исследований, усовершенствовать методы неразрушающего контроля, решать задачи механической прочности и разрушения.

Известно, что в большинстве систем с электронно-вычислительной обработкой рентгеновских изображений первичным преобразователем является общий рентгеновский люминесцентный экран, а также запоминающие экраны с фотостимулированным люминофором (ЗЭФСЛ), который на основе Ba F Br Eu позволяет использовать широкий класс электронно-вычислительной техники при механическом растровом сканировании рентгеновского изображения.

Сканирующая часть такой установки содержит в себе источник непрерывного когерентного излучения на длине волны λ₁ обеспечивающий стимуляцию экрана (400-700 км), а также приемник люминесценции (вторичного излучения) на длине волны λ₂ (370-420 км).

В качестве приемника используется фотоэлектронный умножитель, на входе которого имеется световой фильтр, обеспечивающий прохождение излучения на λ₂ и не пропускающий излучение на λ₁ Сканирующая часть имеет общую фокусирующе-собирающую оптическую систему, причем разделение световых каналов осуществляется полупрозрачной пластиной.

Известные рентгеновские установки на основе ЗЭФСЛ используют весь арсенал современной электронно-вычислительной техники и уже поэтому могут считаться новым шагом в рентгенологии. Однако механическое сканирование экрана требует создания специальных электронных систем, обеспечивающих телевизионное воспроизведение изображения в этих условиях считывания, а поэтому сложных и дорогих.

Известные рентгеновские установки (см. например, Гурвич А.М. Фотостимулированная и термостимулированная люминесценция Ba F Br Eu-фосфоров для запоминающих рентгеновских экранов. Тезисы докладов на международном симпозиуме "Люминесцентные рентгеновские экраны", М. ноябрь, 1989, с. 27-30) с первичным преобразователем в виде запоминающего экрана с фотостимулирующим люминофором (ЗЭФЛ) по своей технической сути могут рассматриваться как ближайший аналог, к недостаткам которого можно отнести:
невозможность использования в качестве приемника вторичного излучения стандартной камеры телевизионного типа;
наличие механического сканирования запоминающего экрана усложняет систему обработки электрического сигнала и воспроизведения рентгеновского изображения на телевизионном экране.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения позволяет устранить указанные недостатки.

В соответствии с предложенным техническим решением способ воспроизведения рентгеновского изображения включает в себя операцию записи рентгеновского изображения на ЗЭФЛ, считывание осуществляют при поэлементном обзоре экрана путем стимуляции элементов экрана когерентным излучением на длине волны λ₁ с последующей регистрацией люминесценции (вторичного излучения) на длине волны λ₂ и преобразованием этого излучения в электрический сигнал с последующей его обработкой.

Способ отличается тем, что считывание рентгеновского изображения проводят путем импульсного облучения области рентгеновского запоминающего экрана, содержащей часть изображения, излучением на длине λ₁ и одновременно регистрируют импульсное вторичное излучение с упомянутой области экрана фотокатодом электронно-лучевой трубки, фотоэлектронное изображение с которого переносят на усилительный микроканальный преобразователь, а выходной электрический сигнал получают при сканировании противоположной поверхности преобразователя сфокусированным электронным лучом трубки, развернутым в прямоугольный растр, причем длительность T_сч кадровой развертки при считывании фрагмента изображения меньше времени запоминания усилительной микроканальной пластиной изображения, а начало поэлементного считывания осуществляют через время Δt_вкл после окончания стимуляции экрана в соответствии с условием
Δt_вкл ≅ t_стр,
а суммарное время обзора указанными областями всего ЗЭФЛ ΣT_об соответствует неравенству
ΣT_об ≅ T_хр,
где T_хр полное время хранения ЗЭФЛ рентгеновского изображения,
t_стр длительность строки растра,
причем прямоугольная диафрагма и прямоугольный растр на преобразователе подобны, а отношение их площадей определено равенством

где S_д площадь диафрагмы;
S_р площадь растра на поверхности преобразователя;
S_dл площадь электронного считывающего луча ЭЛТ;
S_эл площадь элемента разрешения рентгеновского изображения на запоминающем экране.

На чертеже представлена схема воспроизведения рентгеновского изображения телевизионного типа на основе ЗЭФЛ.

ЗЭФЛ 1 с запомненным на нем рентгеновским изображением помещают перед прямоугольной диафрагмой 2. Импульсное когерентное стимулирующее излучение от излучателя 3 воздействует на часть ЗЭФЛ 1 в зоне диафрагмы, при этом оптическая часть 4 излучателя 3 обеспечивает равномерность засветки экрана. Вторичное излучение экрана на длине волны λ₂ воспринимается приемником 5, оптическая часть которого 6 содержит фильтр, непрозрачный для λ₁ и обеспечивает перенос изображения экрана в зоне диафрагмы в виде прямоугольника на приемную часть электронно-лучевой трубки 7. ЭЛТ 7 в качестве приемной части имеет фотокатод 8, фотоэлектронное изображение с которого переносится системой электродов на усилительную микроканальную пластину 9, где изображение усиливается и запоминается.

Считывание изображения осуществляется с противоположной поверхностью пластины 9 при растровом сканировании ее сфокусированным электронным лучом 10 трубки. Энергия луча 10 соответствует условию σ > 1 а выходные электрические сигналы формируют на сопротивлении нагрузки в цепи коллектора вторичных электронов 11 (сигнального электрода ЭЛТ), который расположен вблизи пластины 9 и выполнен в виде мелкоструктурной сетки. При сканировании луча 10 в режиме телевизионного стандарта усилительно-формирующая электронная система приемника 5 обеспечивает формирование на выходе полного телевизионного сигнала.

Полный телевизионный сигнал одного кадра одного фрагмента рентгеновского изображения с выхода приемника 5 поступает на блок обработки 12, в котором он оцифровывается и записывается в памяти блока.

Таким образом, в блоке обработки 12 должно быть записано и храниться в памяти такое число растров, которое равно числу фрагментов рентгеновского изображения. Сигналы из блока обработки 12 поступают на входной компаратор 13 телевизионного приемника 14, на экране которого воспроизводится рентгеновское изображение в виде сочлененных фрагментов.

Использование: получение рентгеновских телевизионных изображений на основе использования запоминающих экранов с фотостимулированным люминофором в различных областях радиационной диагностики, в медицине, в дефектоскопии, в различных областях науки. Сущность изобретения: способ воспроизведения рентгеновского изображения телевизионного типа включает в себя импульсную стимуляцию части (фрагмента) запоминающего экрана, регистрацию и получение телевизионного сигнала с приемника, в основе которого использована специальная электронно-лучевая трубка, на которую проектируется вторичное излучение стимулированного экрана, а считывание изображения осуществляют электронным лучом трубки с усилительной микроканальной пластины. Телевизионное изображение рентгеновского экрана воспроизводится также фрагментами, совокупность которых на телевизионном экране представляет целое изображение. 1 ил.

Способ воспроизведения рентгеновского изображения телевизионного типа с запоминающего экрана на основе фотостимулированного люминофора, заключающийся в том, что считывание рентгеновского изображения осуществляют путем стимуляции экрана на длине волны λ₁, а вторичное излучение на длине волны λ₂ при стимуляции экрана преобразуют в фотоэлектронное излучение, усиливают его и преобразуют в электрический сигнал, отличающийся тем, что при считывании рентгеновского изображения осуществляют импульсную стимуляцию всего экрана либо его части, а вторичное излучение на длине волны λ₂ с экрана либо его части преобразуют в фотоэлектронное излучение в виде фотоэлектронного изображения, которое усиливают и запоминают усилительной микроканальной пластиной, а запомненное изображение поэлементно считывают электронным лучом, развернутым по поверхности усилительной микроканальной пластины в виде считывающего растра телевизионного типа, при этом длительность кадровой развертки считывающего растра меньше времени запоминания изображения усилительной микроканальной пластиной, а начало поэлементного считывания осуществляют через время Δt_вкл после окончания стимуляции экрана в соответствии с неравенством
Δt_вкл≅ t_стр,
а общее время считывания со всего экрана ΣT_об. соответствует неравенству
ΣT_об. ≪ T_xp.э.
где t_с т р длительность строки считывающего растра;
Т_{х р . э} время хранения на экране исходного рентгеновского изображения.