Способ томографического исследования объектов Советский патент 1984 года по МПК G01T1/29 A61B6/00 

, 10 Изобретение относится к рентгенетезшике , а именно к способам томогр фического исследования объектов, при меняемых в медицинской диагностике. Известен сносов эмиссионной компь тарной (вычислительной) томографии, заключающийся в том, что в исследуе мый объект вводят радиоактивный изотоп, измеряют интенсивность вышедшего из объекта излучения изотопа по совокупности траекторий, определяемой либо расположением детекторов из лучения вокруг исследуемого объекта, либо сканированием детекторов относительно объекта, либо своими указан нымн факторами, обрабатывают измерен ные сигналы , восстанавливают с помощью ЭВМ распределение изотопа в ис следуемой области объекта lj . Однако этот способ позволяет ис- следовать только распределение радио активного изотопа в исследуемой области тела (объекта) и не дает достаточной информации о распределении плотности тканей или вещества в иссл дуемой области,в результате чего фун циональные возможности способа ограничены. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ томографического исследования объектов, заключающийся в просвечивании исследуемого объекта по заданной совокупности траекторий рентгеновским излучением,.измерении интенсивности прошедшего по каждой траектории излучения обработке измеренных сигналов и восстановлении изображения исследуемой области с помощью ЭВМ. ИЗВЕСТНЫЙ способ имеет много модификаций с точки зрения используемых систем сканирования, принципов . восстановления изображения и т.д. Вс указанные модификации сводятся к различных задач в рамках одной общей задачи - получение картины распределения плотности тканей (вещества) в исследуемой области тела (объекта) 2 . Однако получаемая информация не позволяет оценить некоторые дополнительные функциональные характеристики исследуемого объекта, так как, например,способность различных органов тела накапливать радиоактивный изотоп. Цель изобретения - повьшение , информативности исследования. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу томографического исследования объектов, заключающемуся в просвечивании исследуемого объекта по заданной совокупности траекторий рентгеновским излучением, измерении интенсивности прошедшего по каждой траектории излучения, обработке измеренных сигналов и восстановлении изображения исследуемой области объекта с помощью ЭВМ, в объект предварительно вводят радиоактивный изотоп, измеряют интенсивность вышедшего из объекта излучения изотопа по другой совокупности траекторий, в режиме пространственного и/или временного разделения с измерениями ин-тснсивности рентгеновского излучения, обрабатывают измеренные сигналы, вое-. станаэливают изображение распределения изотопа в исследуемой области объекта с помощью ЭВМ и полученные изобралсения совмещают субтрактивным или аддитивнымобразом, причем измерения интенсивности рентгеновского излучения и излучения изотопа произ водят в че{)едующемся порядке по частям указанных совокупностей траекторий в условиях экранирования средств измерения интенсивности излучения изотопа во время измерения интенсив ности прошедшего рентгеновского излучения.. Сущность способа заключается в томл чтобы в одном цикле исследований получить трансмиссионное и эмиссионное томографическое изображение и совместить их,друг с другом таким образом. Чтобы результирующее изображение несло информацию о распределении пло.тности тканей в исследуемой области тела и о распределении изо опа в указанных тканях той же области. На чертеже изображена установка для, реализации предлагаемого способа. Установка- содержит источник 1 рентгеновского излучения, детектор 2 рентгеновского излучения, прошедшего через исследуемый объект 3, детекторы 4 и 5 излучения радиоактивного изотопа, например, гамма-камеры. Детектор 2 .схему 6 предварительной обработки подключен к ЭВМ 7. Детектор 4 и 5 .через усилители 8 и 9 и дискриминатор|з1 IО и II подключены к сумматору 12, выход которого подклю- . чен к ЭВМ. Источник 1 рентгеновского излучения и детектор 2 установлены 310 на поворотной платформе I3 на направляющих 14 и 15 соответственно. Детектор 2 и источник 1 могут быть жест ко связаны рамой 16. Направляющая 14 может представлять собой зубчатую рей ку, на которой установлена каретка 17 с источником 1 и приводом 18.движения каретки 17, который может представлят .собой двигатель с зубчатой передачей входящей в зацепление с направляю щей 14. Платформа 13 приводится; во вращение с помощью привода 19 и 20. Детекторы 4 и 5 установлены на кольц вой платформе 21, которая приводится во вращение приводом 22 и 23. При воды 19-23 включают в, себя двигатели 20 и 23 и передаточные механизмы 19 и 22. Упрдвляюпще входы приводов 18, 20 и 23 подключены к блоку 24 управления сканированием, сигнальный выход которого подключен к ЭВМ 7. К выходу последней подключен дисплей.2 Кроме того, установка может содер жать щелевые коллиматоры 26 и 27, ус тановленные перед детекторами 4 и 5 и связанные с приводом 28 их перемег щения перед Детекторами 4 и 5 -таким образом, что в одном положении входные окна детекторов 4 и 5 открыты, а в другом закрыты. При этом управляющий вход привода 28 перемещения коллиматоров 26 и 27 также подключен к блоку 24 управления сканированием. Способ осуществляется следующим образом. . Предварительно, перед началом исследований, в объект 3 вводят радиоактивный изотоп. После периода времени, необходимого для установления равновесного распределения,начинают исследования. По команде с блока 24 управления привод 18 начинает перемещать каретку 17 с источником 1 до направляющей 14. За счет рамы 16 одновременно перемещается по направляющей 15 детектор 2. Источник 1 во . время перемещения испускает коллими рованный луч рентгеновского излучения, который проходит через объект 3 и падает на детектор 2, сигнал которого через схему предварительной . обработки 6 поступает в память ЭВМ 7. Источник 1 во время движения может работать как в непрерывном, так и в импульсном режимах. Поскольку интенсивность пучка рентгеновского излучения источника 1 значитель2но превьппает интенсивность излучения изотопа (на два-три порядка), то влиянием на детектор 2 излучения изотопа, попадающего на него из объекта 3, можно пренебречь и особенно в условиях узкой коллимированиости де тектора 2 на пучок источника 3, что сильно ограничивает область объекта, из которой в каждый момент времени излучение изотопа может попасть на де.тектрр 2 . . . Во время сканирования источником . 1 и детектором 2 детекторы 4 и 5 могут быть закрыты коллиматорами 26 и 27 от рассеянного излучения, величина-которого может быть сравнима с уровнем излучения изотопа. По окончании линейного сканирования блок 24 отключает привод 18 и направляет сигнал на привод 28 управлершя коллиматорами, который производит их перемещение в положение, при котором детекторы 4 и 5 могут регистрировать выходящее из тела изг лучение изотопа. Источник при этом отключен. Кроме того, блок 24 направляет сигнал на двигатель 20, с помощью которого платформа 13 вмосте с источником I и детектором 2 поворачивается на заданный угол, например 1 . Затем блок 24 снова посылает сигнал. На приво ц.1 18 и 28 которые приводят в движение источник 1. с детектором 2 в противоположном направлении по направляющим 14 и 15 и закрывают детекторы 4 и 5 от рассеянного излучения коллиматорами 26 и 27. Таким образом,совершается несколько циклов линейного сканирования источником Г с детектором 2 при их последовательном повороте после каждого цикла сканирования на указанный угол и измерений в промежутках между циклами линейного сканирования излучения изотопа с помощью детекторов 4 и 5. После набора необходимой статистики блок 24 подает команду па привод 23, который поворачивает кольцевую платформу 21 с детекторами 4 и 5 на другой заданный угол, например Ю , т.е. за прошедигее еремя соверщается 10 циклов Линейного сканирования источником 1 и детектором 2. Сигналы с детекторов 4 и 5 усиливаются в усилителях 8 и 9, дискриминируются по энергии в дискриминаторах 10 и И и поступают в сумматор 12, с выхода которого они направляются в память 51 ЭВМ 7, В ЭВМ 7 поступают также сигналы с блока 24 управления сканированием,, с помощью которых ЭВМ 7 осуществляет координатную привязку обрабатываемых сигналов. Лри значитель ной разнице в энергии излучения рент геновского источника 1 и изотопа кол лиматоры 26 и 27 и привод их перемещения 28 могут быть устранены из схе мы аппарата, поскольку устранение влияния рассеянного излучения может быть осуществлено за счет регистрации излучения изотопа в спектрометри ческом режиме, что и предусматривает использование дискриминаторов, Од нако при близости указанных энергий введение указанных средств целесообразно, поскольку Спектр рассеянного излучения может содержать компоненты, энергия которых может попадать в спектральную область дискримина ций. После проведения полного цикла сканирования,, т.е. поворота, например , на 180° системы источник 1 детектор 2 и детекторов 4 и 5, все средства сканирования отключаются и ЭВМ 7 производит раздельное восстановление изображений исследуемой области (слоя) тела по прошедшему рентгеновскому излучению и распределения изотопа в той же области, привязку .-этих изображений и их совместный вывод на дисплей 25 в субтрактивном или аддитивном виде. И в том и другом случаях полученная картина 2 несет одновременно информацию о распределении плотности и распределении изотопа, что существенно повышает диагностическую ценность изображения за счет возможности связанной оценки патологических изменений и вынесения более объективного суждения об их характере. Приведенньй пример реализации способа связан с использованием принципа трансмиссионной томографии первого поколения. Однако предлагаемый способ может быть реализован и при использовании принципов томографии других поколений (2-го, 3-го и 4-г.о), что требует только модификации соответствующих аппаратурных средств. Кроме того, на основании способа могут быть созданы установки дпя комплексного томографического исследования, которые будут превосходить по стоимости по отдельности трансмиссионные или эмиссионные Томографы но заменяя одновременно два таких томографа, они будут иметь стоимость, существенно меньшую стоимости аппаратуры, реализующей оба метода исследования. При этом исследования трансмиссионным и эмиссионным методами проводятся одновременно на одной установке, что делает условия обоих исследований идентичными и позволяет исключить ошибки, связанные с неодновременностью исследований обоими методами на различных установках.

СПОСОБ ТОМОГРАФИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕКТОВ, заключающийся в просвечивании исследуемого объеХ та по заданной совокупности траекторий рентгеновским излучением,измерении интенсивности прошедшего по каждой траектории излучения, обработке измеренных сигналов и восстановлении изображения исследуемой области объекта с помощью ЭВМ, отличающийся тем, что, с Целью повы-. шения информативности исследования, в объект предварительно вводят радиоактивный изотоп, измеряют интенсив.ность вышедшего из объекта излучения изотопа по другой сопокупности траекторий в режиме пространственного и/ или временного разделения с измерениями интенсивности рентгеновского излучения, обрабатывают измеренные сигналы, восстанавливают изобрадсение распределения изотопа в исследуемой области объекта с помощью ЭВМ и полученные изображения совмещают субтрактив§ ным 1-1ЛИ аддитивным образом, причем измерения интенсивности рентгеновско(Л го излучения и излучения изотопа производят в чередующемся порядке по частям указанных совокупностей траекторий в условиях экранирования средств измерения интенсивности излучения изотопа во время измерения интенсивности прошедшего рентгеновского излучо ния.