Рентгеновский аппарат Советский патент 1984 года по МПК H05G1/64 

Изобретение относится к рентгено технике, а более конкретно к рентге новским аппаратам со средствами визуализации получаемых изображений. Известен рентгеновский аппарат, содержащий рентгеновскую трубку, источники высокого напряжения и тока накала, средства визуализации изображени;;, выполненные в видефлу оресцентного экрана Cl2. Недостатком известного аппарата является небольшой диапазон получае мых. изображений. Наиболее близким техничес1 ;им решением к изобретению является рентгеновский аппарат, содержащий рентгеновскую трубку, подключенную к ре гулируемым источникам высокого напр жения и тока накала, средства комму тации для включения и выключения рентгеновской трубки, блок управления, подключенный к источнику высокого напряжения, источнику тока нак ла и средствам коммутации, систему визуализации рентгеновского изображения, включающую оптическую сиетему, усиления изображения и телевизионную систему 2. В известном аппарате информативность изображения определяется характеристиками системы усиления изо ражения и телевизионной системы, причем последняя позволяет чисто электронными средствами расширить динамический диапазон. Однако анало говый характер получаемой в системе усиления информации об изображении не позволяет во многих случаях обес печить требуемое разрешение изображения. Цель изобретения - повышение информативности получаемых изображеПоставленная цель достигается тем, что в рентгеновском аппарате, содержащем рентгеновскую трубку, по ключенную к регулируемым источникам высокого напряжения и тока накала, средства коммутации для включения и выключения рентгеновской трубки, блок управления, подключенный к ист нику высокого напряжения, источнику тока накала, средства коммутации для включения и выключения рентгеновской трубки, блок управления, по клю 1енный к источнику высокого нап ряжения, источнику тока и средствам коммутации, систему визуа лизгщии рентгеновского изображения, включгиощую оптическую систему.усилени изображения и телевизионную систему,в систему визуализации введены набор ма риц фоточувствительных триггерных элементов, блок установки порогов срабатывания триггерных элементов, микропроцессоры, запоминающее и вычислительное устройства, причем каж дый микропроцессор подключен к одно из матриц, выходы микропроцессоров подключены к входам запоминающего устройства, выходы которого подключены к вычислительному устройству, к которому подключена телевизионная система, а в блок у1 равления сигналов введены средства получения сигналов управления периодическим включением и выключением рентгеновской трубки, а также сигналов управления микропроцессорами и программируемым блоком установки порогов срабатывания триггерных элементов матриц. На фиг. 1 показана схема предлагаемого рентгеновского аппарата; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов управления на различных элементах аппарата. Рентгеновский аппарат содержит трехэлектродную рентгеновскую трубку 1, подключенную к регулируемым источникам 2 и 3 высокого напряжения и тока накала. К управляющему электроду 4 труеки 1 подключен коммутируемый источник 5 управляющего: напряжения (источник выполнен управляемым для разных UQ, |. В системе визуализации аппарат содержит экран-преобразователь б, оптическую систему 7, набор матриц 8 фотофувствительных триггерных элементов, к который подключены последовательно соединенные друг с другом микропроцессоры 9, запоминающее устройство (ЗУ) 10, вычислительное устройство 11, телевизионный преобразов ательный тракт 12 и видеоконтрольное устройство (ВКУ 13.,К матрицам 8 подключен блок -14 установки порогов срабатывания триггерных элементов. Аппарат содержит также блок 15 управления, содержаший средства 16 управления источниками 2 и 3 высокого напряжения и тока накала и средства 17 получения сигналов управления периодическим включением и выключением рентгеновской трубки 1, а также сигналов управления микропроцессорами 9 и блоком 14. Выход средств 17 для периодического включения и выключения трубки 1 подключен к коммутирующему входу источника .5 управляющего напряжения. Работа аппарата основана на свойствах матриц 8 Фоточувствительных триггерных элементов. Каждая матрица состоит их 2-х (64x128 фотоячеек, каждая из которых работает в триг герном режиме о регулируемым по яркости порогом срабатывания. Спектральный диапазон чувствительности фогоячеек 450-1100 им. Размер одной ячейки 15X30 мкм. Каждая фотоячейка состоит из МОП-транзистора, конденсатора, компаратора и элемента памяти. Материал матрицы - кремний. Питание матрицы - напряжение 5В, - 5В,. + 12В. Потребляемая мощность

0,5Вт. В спектральном диапазоне чувствительности можно выставить до 10 порогов срабатывания, т.е. обнаружить соответствующее количество градаций яркости.

До начала экспозиций с помощь о средств 16 блока 15 управления устанавливают требуемые величины высокого напряжения и тока накала на источниках 2 и 3. Затем осуществляю включение аппарата, при котбром средства 16 включают источники 2 и 3, а средства 17 осуществляют

I управление включением и выключением рентгеновской трубки 1, работой микропроцессоров 9 и блока 14. Это управление осуществляется следукяцим обраэсж. Сначала на источник 5, коТОРЦЙ 8 нормгьпьном состоянии запирает трубку 1, направляют первый manynbCf отключакяций этот источник 5 и включающий трубку 1 (фиг. 2 о). Генерируемое рентгеновское излучение преобразуется экраном-преобразователем 6 в световое излучение, которое оптичесжой системой 7 фокусируется на матрицах 8. Те чувствительные элементы матрицы, на которые .падает световой поток с интенсивностью, превышающей их порог срабатывания, переходит в другое логическое состояние. Затем на источник 5 поступает следующий импульс со средств 16, который включает источник 5 и запирает трубку 1. На матрицах 8 зарегистрирована двоичная картина,- соответствующая распределению интенсивности излучения выше и ниже уровня, который определяет получение пороговой интенсивности от свечения экрана 6. Затем или одновременно с отключением трубки 1 первый

импульс со средств 17 поступает на микропроцессоры 9 (фиг. 25;, которые производят считывание матриц 8. Второй икпульс отключает микропроцессоры 9 от матриц 8 и подключает их к ЗУ 10. После отключения микропроцессоров 9 первый импульс управления поступает на блок 14 (фиг.2 в), который производит стирание содержимого матриц 8. Затем по.приходе вто0:рого импульса блок 14 в соответствии с заданной прогргшмой устанавливает следующий порог срабатывания элементов матриц 8. Указанный цикл повторяется количество раз, соответствующее заданному количеству града5ций плотности.

Полученные на каждом цикле двоичные картины с матриц 8 запоминаются в ЗУ 10. Вычислительное устройство 11 производит над заполненными

0 картинами следующие действия. Сначала оно вычитает каждую предыдущую картину из последующей (или наоборот) и формирует набор разностных картин, каждая из которых соответ5ствует заданному узкому диапазону яркости. Затем все картины суммируются весовым образцом в результирующую картину, преобразуемую в тракте 12 в телевизионный- сигнал изобра0жения внутреннего строения исследуемого объекта, визуализируемый на ВКУ 13.

Предлагаемое решение позволяет повысить информативность рентгеновс5ких изображений за счет высокочувствительной регистрации малых градаций яркости изображения и их индикации в виде частных картин, сочетание которых позволяет получить пол0ное изображение. i

OL} HO исггючнин 5

5) HCf Mutfponpot eccopttt 9

8) (Й/7ЛГ/4