Способ получения томограмм из набора разноракурсных рентгенограмм Советский патент 1984 года по МПК G03B41/16 A61B6/00 

Изобретение относится к радиационному контролю и медицинской рентгенодиагностике и предназначено дл применения в томосинтезе.

Известен способ получения томо грамм из набора разнокурсных рентгеногра1 1м, зарегистрированных на одной или нескольких рентгеновских пленках ll .

Недостатком способа синтеза томограмм -является низкая контрастная чувствительность, не превышающая величины, достижимой на ракурсном рентгеновском снимке.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения томограммы из набора разноракурсных рентгенограмм, включающий освещение набора рентгенограмм расположенных в соответствии с пространственным распределением рентгеновских источников,, формирование пространственно наложенных изображений отдельных ракурсов J2.

Недостатком известного способа является невозможность обнаружения на томограммах дефектов с малым рентгеновским контрастом, таких, которые не обнаруживаются на ракурсных рентгеновских изображениях. Контраст изображения слоя на томограммах, полученных известным способом, в лучшем случае будет равен контрасту изображения этого слоя на отдельном ракурсе набора рентгенограмм.

Целью изобретения яаляется улучшение выявляемости дефектов путем повышения контра-стной чувствительности.

Поставленная цель достигается тем, что по способу получения томограмм из разноракурсных рентгенограмм, включающему освещение набора рентгенограмм, расположенных в соответствии с пространственным распределением рентгеновских источников, формирование пространственно наложенных изображений отдельных ракурсов, набор рентгенограмм предварительно разбивают на группы, при этом число рентгенограмм в группе определяют по формуле

g. -3

Di+iiPi oiKc

где Dj - оптическая плотность, соответствующая началу линейного участка характеристической кривой рентгеновской пленки/

максимальный перепад оптической плотности в изобраг жении объекта на ракурсной рентгенограмме,

а рентгенограммы, относящиеся к ctoной группе накладывают на одну из

них, принятую за базовую, со сдвигом

Г -blliLM

о F-Z

где Гр| (АО - сдвиг рентгенограмм от

п-го источника относительно рентгенограммы от М(,-г источника, принятого за базовый; Z - глубина залегания слоя,

томограмму которого необходимо получить, отсчитан ная от плоскости пленки,

вектор, соединяющий положение базового источника группы с положением п-го источника группы; F - расстояние от плоскости

расположения рентгеновски источников до плоскости пленки,

и располагают в соответствии с положением базовой рентгенограммы.

Способ осуществляют следукадим образом.

Набор рентгеновских изображений полученных при просвечивании объекта из различных положений рентгеновского источника в плоскости, разбивают на группы произвольно, исходя из удобства смещения, при этом число рентгенограмм в группе определяют по формуле

е---

В каждой группе любую из рентгенограмм выбирают за базовую, на которую накладывают.все рентгенограмкы

Z-R

группы со сдвигом г. r-Z,

затем располагают все группы на входе оптической системы в соответствии с положением рентгенограммы,

5 и совмещают. Между рентгенограл1мами и экраном расположена система линз, перемещая которые на экране получают томографическое изображение слоя на глубине Z.

g На фиг. 1 изображена схема просвечивания объекта набором рентгеновских источников, на фиг. 2 - схема устройства оптической обработки набора разноракурсных рентгенограмм.

Объект 1 (фиг. 1) просвечивается рентгеновским излучением из N положений рентгеновского источника, находящихся в одной плоскости 2 {Z F). Положение п-го рентгеновского источника 3 в плоскости 2 опи0 4

сывается выражением R(x,y) 21 - -.п 1

0 (х-х) &( ) Излучение, прошедшее через объект, регистрируется на рентгеновскую пленку 4, рас5 положенную параллельно плоскости

рентгеновских источников 3. Проектив юе изображение точки 5 объекта, залегающей на глубине Z, отсчитанной от плоскости пленки, будет представлять собой перевернуту копию распределения рентгеновских источников (фиг. 1.). Проективные сдвиги п-го ракурса на рентгенограмме будут связаны с положением п-ГО источника выражением

где Нц - вектор, связывающий начал координат с положением рентгеновского источника и имеющий компоненты (х„- .

Для того, чтобы из набора рентгеновских проекций получить томограмму, т.е. изображение одного слоя объекта, необходимо оптически компенсировать сдвинутые изображения этого слоя. Для этого достаточно пространственно наложить изоб,раженид всех ракурсов со сдвигом 1, - рЛ . Таким образом, обязательным условием синтеза томограмм из разноракурсных рентгенограмм .является синхронное смещение пространственно совмещенных ракурсных изображений по векторам

- 2 С

h

где R имеет компоненты

определяет глубину полу° F-Z чаемого сечения.

Выполнение условий синтеза томограмм производится в оптическом устройстве, схема которого приведена на фиг. 2. Ракурсные рентгеновские изображения располагают по входной плоскости 6 и освещают плоским ос,ветителем 7. Матрица линз 8, расположенная параллельно плоскости расположения рентгеновских снимков, формирует наложенные изображения отдельных рентгеновских ракурсов в плоскости 9, где располагают либо матовый экран, либо фотоматериал для регистрации томограмм, получгиощихся в результате суммирования сдвинутых изображений. Изменение масштаба матрицы линз Ь приводит к смещению каждого п-го ракурсного изображения по вектору г. ОсвещенЧость Е (х, у) в выходной плоскости от идентичных точек, принадлежащих выделяемому сечекию, будет равна Е х, у N-VBoMO- 4

D (X, у) - оптическая плотность

где изображения некоторой точки объекта на ракурсной рентрёно грамме;

N - ЧИСЛО ракурсов;

коэффициент, зависящий от параметров линз и масштаба изображения , формируемого линзами,

в, яркость плоского осветителя.

I OHTpacT изображения при этом будет E(,l -Eфoн N-l.Bo()

0

,Ц1 - - .... - -- - -- - -

орон .N

- - t

гдеВфоц оптическая плотность фона в изображении объекта.

Для получения томограмм по пред5лагаемому способу набор рентгенограмм предварительно должен быть разбит на группы, исходя и5 рентгеновской контрастности объекта, определяющей максимальный перепад оп0тической плоскости в изображении объекта на рентгенограмме. Выбор числа рентгенограмм в группе производится исходя из двух соображений.

С одной стороны, следует макси5мально увеличить число рентгенограмм в группе 8 , так как .наложение рентгенограмм, сдвинутых относительно друг друга на гчжд ( z ) , BV:вивалентно отображению совпадающих

0 точек слоя на глубине Z на пленку, градиент которой в С раз больше, чем градиент рентгеновской пленки. Это приводит к увеличению контрастной чувствительности томосинтеза,

5 так как она пропорциональна градиенту пленки, и следствием увеличения контрастной чувствительности является повышение выявляемости.

С другой стороны, если интервал

0 экспозиций велик (например, объект имеет большие перепады по толщине I или плотности), а экспозиции смещены ;в облает больших оптических плотностей, то при наложении рентгено5грамм друг на друга их оптические плотности суммируются и часть изображения будет иметь слишком большие оптические плотности, которые не позволяют создать при расшифровке оптимальных яркостей для анализа

0 или регистрации. Минимальная экспозиция на peHTreHorpaNwe должна соответствовать началу линейного участка характеристической кривой рентгеновской пленки . Тогда макси5мальная оптическая плотность на рентгеиограмме будет равнаВд лБ окс ia максимальная оптическая плотность группы рентгенограмм - I(D( +бСмв -с Так как рекомендуе - ая оптическая

0 плотность при расшифровке рентгеновских изображений не должна пре,вышать 3 (см. ГОСТ 7512-75), то

е:

65 Расчет максимального перепада о тической плотности на рентгенограм ме можно провести, используя выражение, ш-Ь..„.,.Dix,i)-2.0,«.,), где )f - градиент рентгеновской пл линейный коэффициент осла ления излучения; лучевой размер объекта (толщина в направлении просвечивания)J коэффициент накопления/ коэффициент модуляции лучевого размера, равный , . b vanc-blx,ii) PlX.u) . bwoKc hU.H Если оптическая плотность, соот бетствуюслая началу линейного участ ка, равна D, то в точке (х, у) оптическая плотность будет Вд 4-6D (х, у).; Максимальный перепад оптической плотности в изображении объекта находят по величине макс Мин по нему выViMOKc ti мин числяют число рентгенограмм, рые можно объединить в одну группу Выполнение условия синтеза томогра - Ъ: происходит в резуль -Zтате суммирования двух перемещений ,в груцпе ,-b-i (где1Г„„ п - й„) и перемещение всей групп по вектору . УО соответст1 0 р -2. вугощёму положению базового источни ка. Результатом этих двух перемеще ний будет выполнение условия тогж синтеза для сбоя на глубине , П ремещение Тгпйд производится сдвигом самих рентгенограмм, а переме щение - сдвигом изображений групп при помсхци линз , соответствующих элементу проекционирй матрицы. Набор рентгенограмм разделяют на группы произвольно, исходя из удобства смещения. Допустим набор из N ракурсных рентгенограмм разбит на: -1 групп, Пусть в группу 1 входят рентгенограмма от источников с координатами (х, yj-.), (х, yg ) , а группу 2 - (xg, Уе+ц), (х„ , у ) . За базовую может быть принята любая рентгенограмма группы. Пусть в группе 1 за базовую принята рентгенограмма от k-ro источника с координатами (х,, у), а в группе 2 - рентгенограмма от т-го источника. Тогда направления сдвигов будут определяться для группы 1 xjj , у, уЛ, Rp.fxjУ2- Уедля группы 2 Кседл рам т уе+1 - УЛ 1 т УН - Ут5 Величина сдвига определится множителем „ , где Z - глубина слоя, отсчизалегания выделяемого танная от пленки. Группы должны быть помещены в строго определенные положения во входной плоскости 6 оптической схемы (фиг. 2). В pa36HpaeMoj- примере группа i должна занять i-iscToположение к-й рентгенограг лмы а группа 2 - местоположение т-й рентгенограммы. Соответственно рентгенограмме каждая группа обрабатывается элементом, соответствующим базовой рентгенограмме для этой группы. Изобретение позволяет улучшить выявляемость радиационного контроля, повысить его информативность и достоверность, что способствует выявлению заболеваний на ранней стадии и своевременному их лечению,.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ TO ЮГPAMM ИЗ НАБОРА РАЗНОРД1СУРСНЬК РЕНТГЕНОГРА1-1М, включающий освещение набора рентгенограмм, расположенных в соответствии с пространственным распределением рентгеновских источников, фop iиpoвaниe пространственно наложенных изображений отдельных ракурсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения выявляемости дефектов путем повышения контрастной чувстЕительности, набор рентгенограмм разбивают на группы, при этом число рентгенограмм в группе 0 определяют по формуле где Сд - оптическая плотность, соответствующая началу линейного участка характеристической кривой рентгеновской пленки; максимальный перепад опти ческой плотности в изображении объекта на ракурсной рентгенограмме, а рентгенограммы, относящиеся к одной группе, накладывают на одну из них., принятую за базовую, со сдвигом Z-R ПМо F-Z . - сдвиг рентгенограмма от п-го источника относительно рентгенограммл от (Я источника, принятого за базовый; с: Z - глубина залегания слоя, томограмму которого необходимо получить, отсчитанная от плоскости пленки, й„Мо вектор, соединякяций полоужение базового источника группы с положением п-го источника группыf F - расстояние от плоскости расположения рентгеновсх ких источников до плоскоссо эо ти пленки, и располагают в соответствии с положением базовой рентгенограммы.