СПОСОБ РЕНТГЕНОСКОПИИ Российский патент 2017 года по МПК H05G1/64 G01N23/83 

Предлагаемое изобретение относится к разделу рентгенологии, точнее к способам неразрушающего контроля багажа и грузов, и может быть использовано при антитеррористическом досмотре на транспорте и на контрольно-пропускных пунктах различного назначения, а также в медицинской рентгенодиагностике.

Известен способ рентгеноскопии, предусматривающий просвечивание объекта исследования рентгеновским источником и непосредственное наблюдение изображения объекта оператором на флюороскопическом экране с помощью зеркала (Артемьев Б.В., Буклей А.А. Радиационный контроль / под общ. ред. В.В. Клюева. М.: Издат. дом «Спектр», 2011 // С.124 [1]).

В настоящее время прямое наблюдение с флюоресцирующего экрана не производится из-за опасности облучения оператора.

Известен способ рентгеноскопии, предусматривающий сканирование движущегося багажа пятью пучками от пяти рентгеновских излучателей на пять линейных детекторов (intro-scope.ru/catalog/his_0at [2]).

Недостатками аналога [2] являются

- повышенная доза облучения сканируемого предмета (около 10 мкЗв);

- высокая цена из-за наличия пяти излучателей и пяти линейных детекторов.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ рентгеновской томографии, предусматривающий многопроекционную съемку равномерно прямолинейно движущегося объекта рентгеновским излучателем с узким веерным пучком на многоэлементный линейный детектор с восстановлением рентгеновского изображения объекта с помощью ЭВМ и дальнейшего просмотра изображения на видеомониторе (rapiscansystems.com [3]). Аналог [3] был выбран нами в качестве прототипа.

Аналог [3] имеет следующие недостатки:

1) высокая доза, получаемая объектом контроля за время сканирования (около 100 мкЗв);

2) большие массо-габаритные параметры установки для осуществления способа рентгеноскопии затрудняют ее доставку и размещение в зонах досмотра транспортных предприятий;

3) высокая стоимость самой установки и ее технического обслуживания;

4) низкая скорость анализа одного предмета - около 13 секунд.

Целью настоящего изобретения является снижение лучевой нагрузки при досмотре внутреннего содержания контролируемого груза и обеспечение многоракурсного просмотра при относительно низкой стоимости его осуществления. Она достигается тем, что в способе рентгеноскопии, предусматривающем многопроекционную съемку равномерно прямолинейно движущегося объекта рентгеновским излучателем с узким веерным пучком на многоэлементный линейный детектор с восстановлением рентгеновского изображения объекта с помощью ЭВМ и дальнейшего просмотра изображения на видеомониторе, многопроекционная съемка производится несколькими рентгеновскими излучателями (не менее четырех), центры излучения которых находятся в одной плоскости, проходящей через многоэлементный линейный детектор, перпендикулярно направлению движения объекта, при этом угол между центральными лучами крайних излучателей составляет 90° (±1°), с последовательным включением рентгеновских излучателей в импульсном режиме с длительностью импульса не более Δt=s/νn, где s - ширина пикселя многоэлементного линейного детектора, ν - скорость движения объекта наблюдения, n - число излучателей, а просмотр изображения осуществляется в мультипликационном режиме dα/dN, где dα=90°/n-1, а dN - последовательное изменение кадров изображения объекта N₁, N₂, N₃, … N_n, полученных от рентгеновских излучателей: 1, 2, 3 … n.

В дальнейшем изобретение сопровождается рисунками и описанием их. На фиг. 1 приведена схема просвечивания движущегося на конвейере объекта контроля предложенным способом, а на фиг. 2 - схема просмотра изображения контролируемого предмета в мультипликационном режиме.

Предлагаемый способ рентгеноскопии предусматривает просвечивание объекта контроля 1 (багажа пассажира), находящегося на ленте 2 конвейера 3 узкими веерными рентгеновскими пучками А, В, С, D от рентгеновских излучателей 4_А, 4_В, 4_С, 40, оптически сопряженных с многоэлементным линейным рентгеновским детектором 5, например полупроводникового типа. Используется не менее четырех рентгеновских излучателей. При этом угол между центральными лучами крайних излучателей 4_А и 4_D составляет 90° (±1°). Центры излучения o_A, o_B, o_C, o_D (действительные фокуса рентгеновских трубок) рентгеновских излучателей 4_А, 4_B, 4_С, 4_D находятся в одной плоскости, проходящей через многоэлементный линейный рентгеновский детектор 5, перпендикулярно ленте 2 конвейера 3. Рентгеновские излучатели 4_А, 4_В, 4_С, 4_D закреплены в рентгенозащитном контейнере 6, через который проходит туннель 7 с лентой 2 конвейера 3. На фиг. 1 лента 2 конвейера 3 движется перпендикулярно рисунку.

Рентгеновские излучатели 4_А, 4_В, 4_С, 4_D подсоединены к генераторам высокочастотного типа малой мощности (не показаны), которые подключены к программируемому блоку управления (не показан), снабженному ЭВМ. Блок управления включает поочередно каждый из рентгеновских излучателей на короткое время в импульсном режиме с длительностью импульса не более Δt=s/νn, где s - ширина пикселя многоэлементного линейного детектора, ν - скорость движения ленты конвейера, n - число излучателей. В памяти ЭВМ блока управления хранятся все кадры изображения контролируемого объекта 1, полученные от излучателей 4_А, 4_В, 4_C, 4_D за время просвечивания объекта 1. Просмотр изображений производится на экране видеомонитора, соединенного с блоком управления в мультипликационном режиме dα/dΝ, где d_α=90°/n-1, а dN -последовательное изменение кадров изображения объекта N₁, N₂, N₃, … N_n, полученных от рентгеновских излучателей: 1, 2, 3 … n (фиг. 2). На фиг. 2 латинскими буквами N₁, N₂, N₃, N₄ обозначены цифровые рентгеновские изображения объекта контроля стреловидной формы, полученные от четырех рентгеновских излучателей, соответственно 4_А, 4_В, 4_С, 4_D. Изображения N₁, N₂, N₃, N₄ выводятся на экран видеомонитора поочередно с частотой, например, 24 кадров в секунду. При этом у оператора 8 создается впечатление вращения объекта наблюдения dα/dN, что характерно для мультипликационного эффекта. Такой режим наблюдения позволяет изучить объект контроля «с головы до пят», что крайне необходимо при выявлении, например, сверхтонких режущих предметов, таких как лезвии бритв.

При использовании четырех рентгеновских излучателей доза за сканирование объекта досмотра не превышает 0,75 мкЗв, что более чем на два порядка ниже, чем у прототипа [3].

Некоторые пояснения к формуле изобретения:

1. Угол между центральными лучами крайних излучателей составляет 90° (±1°). Такое расположение крайних излучателей продиктовано необходимостью просмотра изображения контролируемого объекта в прямой и боковой проекциях.

2. В контейнере закреплены не менее четырех рентгеновских излучателей. При меньшем количестве излучателей (трех) угол конвергенции между центральными лучами этих излучателей составляет более 30°, что делает затруднительным плавный просмотр изображения в мультипликационном режиме.

3. Длительностью импульса не более Δt=s/νn необходима для обеспечения геометрической идентичности изображений при многопроекционной рентгенографии.

Изобретение относится к области рентгенологии, точнее к способам неразрушающего контроля багажа и грузов, и может быть использовано при антитеррористическом досмотре на транспорте и на контрольно-пропускных пунктах различного назначения, а также в медицинской рентгенодиагностике. Технический результат - снижение лучевой нагрузки при досмотре внутреннего содержания контролируемого груза и обеспечение многоракурсного просмотра при относительно низкой стоимости его осуществления. Способ рентгеноскопии предусматривает многопроекционную съемку равномерно прямолинейно движущегося объекта рентгеновским излучателем с узким веерным пучком на многоэлементный линейный детектор с восстановлением рентгеновского изображения объекта с помощью ЭВМ и дальнейшего просмотра изображения на видеомониторе, многопроекционная съемка производится несколькими рентгеновскими излучателями (не менее четырех), центры излучения которых находятся в одной плоскости, проходящей через многоэлементный линейный детектор, перпендикулярно направлению движения объекта, при этом угол между центральными лучами крайних излучателей составляет 90° (±1°), с последовательным включением рентгеновских излучателей в импульсном режиме с длительностью импульса не более Δt=s/νn, где s - ширина пикселя многоэлементного линейного детектора, ν - скорость движения объекта наблюдения, n - число излучателей, а просмотр изображения осуществляется в мультипликационном режиме dα/dN, где dα=90°/n-1, a dN - последовательное изменение кадров изображения объекта N₁, N₂, N₃, … N_n, полученных от рентгеновских излучателей: 1, 2, 3 … n. 2 ил.

Способ рентгеноскопии, предусматривающий многопроекционную съемку равномерно прямолинейно движущегося объекта рентгеновским излучателем с узким веерным пучком на многоэлементный линейный детектор с восстановлением рентгеновского изображения объекта с помощью ЭВМ и дальнейшего просмотра изображения на видеомониторе, отличающийся тем, что многопроекционная съемка производится несколькими рентгеновскими излучателями (не менее четырех), центры излучения которых находятся в одной плоскости, проходящей через многоэлементный линейный детектор, перпендикулярно направлению движения объекта, при этом угол между центральными лучами крайних излучателей составляет 90° (±1°), с последовательным включением рентгеновских излучателей в импульсном режиме с длительностью импульса не более Δt=s/νn, где s - ширина пикселя многоэлементного линейного детектора, ν - скорость движения объекта наблюдения, n - число излучателей, а просмотр изображения осуществляется в мультипликационном режиме dα/dN, где dα=90°/n-1, a dN - последовательное изменение кадров изображения объекта N₁, Ν₂, Ν₃,… Ν_n, полученных от рентгеновских излучателей: 1, 2, 3… n.