Устройство для получения изображений радиоактивных объектов Советский патент 1984 года по МПК G01T7/00 G01T1/164 

1 Изобретенр1е относится к эксперим тальным методам ядерной физики и может быть также использовано при регистрации рентгеновского и гаммаизлучения в технике, астрономии и радиационной медицине. Известен серийный скеннер ГТ-2, позволяющий последовательным сканированием получить информацию о пространственном распределении ради нуклидов в протяженном объекте Недостатками устройства являются наличие сложной механической систем перемещения детектирующей части, низкая точность в условиях повышенн го фронта и внешних помех и плохие фокусирующие свойства. Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является уст ройство для количественного сканирования радиоактивных объектов, в котором осуществляется двойная временная модуляция Сигнала. Известное устройство позволяет получать изображения радиоактивного объекта и содержит детектор, соединенный с блоком регистрации и обработки данных, два коллиматора, выполненных в виде пластин с участк ми прозрачными и непрозрачными для излучения, причем расположение участков в одном из коллиматоров оп сывается соответственно положением 1 (прозрачный участок) и О (непрозрачный участок) в таблице разме ром () X (2п-1), составленной из четырех псевдослучайных таблиц (пет) размером гг х h . Расположение каналов в коллиматоре, прилегающем к детектору, описмвается таблицей из 1 и О размером ( + М -Г X N, построенной из.псевдослучайной последовательности (ПСП) размером М X N. Каждый из коллиматоров снабжен системой механического перемещения, причем плоскости коллиматоров параллельны входной плоскости детектора. По сравнению со скеннером извеетное устройство поз воляет исключить перемещение детек тирукяцей части, повысить точность в условиях повышенного фона и внеш них помех и улучшить фокусирующие свойства 21Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, включающей две механические системы перемещения кодирующих колл 02 маторов, низкая скорость получения изображений радиоактивного объекта вследствие необходимости проведения большого числа измерений и выполнение большого объема вычислений. Цель изобретения - поБьш ение скорости получения изображений радиоактивных объектов и упрощение конструкции устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для получения изображений радиоактивных объектов, содержащем детектор, соединенный с блоком регистрации и обработки данных, два коллиматора, выполненных в виде пластин, расположенных параллельно входной плоскости детектора, с прозрачными и непрозрачными для излучения участками и систему перемещения одного из коллиматоров, расположение участков в котором описывается соответственно расположением 1 и О в таблице размером (2т-1) х (2п-1) из псе-в-, дослучайных таблиц размером m х п , второй коллиматор выполнен неподвижным, причем расположение прозрачных и непрозрачных для излучения участков в нем описывается той же таблицей, а длина и ширина коллиматора, прилегающего к плоскости детектора, пропорционально больше соответствующих размеров другого коллиматора. Сущность изобретения заключается в следующем. Использование двух коллиматоров с идентичным расположением участков, прозрачных и непрозрачных для излучения, и указанное соотношение геометрических размеров коллиматоров обеспечивает условия измерений, при которых проекция меньшего из коллиматоров от точечного источника, расположенного на его оси в одной из плоскостей объекта, совпадает с размерами первого коллиматора. При этом совпадают не только размеры проекции первого коллиматора с размерами второго коллиматора, но и границы прозрачных и непрозрачных участков, что обеспечивает, фокусировку на выбранную плоскость в объекте при выборе геометрических размеров: К-«/ . С1) где J - расстояние между центрами прозрачных и непрозрачных для излучения участков коллиматора, расположенного между объектом и вторым коллиматором, d - расстояние между центрами прозрачных и непрозрачных для излучения участков второго коллиматора, прилегающего к плоскости детектора и - соответственно расстояния от выбранной плоскости в объекте до первого коллиматора и от этой же плоскости до второго коллиматора. Типичными размерами могут служит с 3 мм, 1 6 мм, см, 20 см. Для энергии гамма-квантов « 140 кэВ () Толщина обоих коллиматоров составит,около 1,5 мм, если они выполнены из свинц Выполнение обоих коллиматоров в виде мозаики, составленной из учетверенной базовой части с расположением прозрачных и непрозрачных для излучения участков в ней в соответствии с расположением 1 и О в пет размером m х п , позволяет получить изображение протяженных источников в плоскости фоку в пределах поля зрения прибора. При зтом излучение объекта, проходящее через участки подвижного коллимато ра, расположенные за пределами его базовой части, не должно попадать на детектор. Тогда, если один колли матор неподвижен, для этих условий измерений получаемая без учета вкл да внефокусных плоскостей информация i связана (при среднем значении помехи, равном нулю) с ис комыми в плоскости фокуса оценками X ) соотношением JTJ - А Ах. Периодическая ПСТ характеризуетс двухуровневой автокорреляционной функцией и может рассматриваться ка двумерный аналог периодической ОСП, из которой она построена. Тогда матрица А есть матрица инцидентност ( V, К, л) - конфигурации, строки которой задаются ПСП, являющейся исходной для построения базовой ПСТ. Мозаика из этой ПСТ описывает расположение прозрачных и непрозрач ных для излучения участков в обоих коллиматорах. Так как {К-Л) Д где A kCK-l)/(v-1);rHjсоответственно единичная диагональная матрица и матрица, все элементы которой равны единице, V и К - соответственно длина ПСП (общее число прозрачных и непрозрачных участков в базовой части коллиматоров) и количество единиц в этой ПСП (число прозрачных участков в базовой части коллиматоров), (К-Л)1 .(4) Откуда следует, что V , ()х. + .(5) Из формулы (5) легко получить искомые оценки в виде Таким образом, обработка результатов измерений сводится к двум элементарным операциям: к умножению показаний прибора на постоянный коэффициент 1/(К-;) и последующеггу вычитанию из полученных результатов / v Г постоянной составляющей i/ixZ/ ( сумма всех показаний где устройства. Эта процедура может быть вьтолнена на любом современном дисплее, который одновременно являет ся системой вывода информации многих интроскопов. На фиг. .1 изображена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 и 3 примеры расположения прозрачных и непрозрачных для излучения участков в коллиматорах. Устройство для получения изображений радиоактивных объектов содержит детектор 1, один коллиматор 2, прилегающий к плоскости детектора, другой коллиматор 3, расположенньй между объектом и коллиматором 2, объект 4 измерения, блок 5 обработки данных, систему 6 перемещения одного ИЗ коллиматоров и блок 7 регистрации. На фиг. 1 показан один из двух вариантов устройства, когда подвижным выполнен коллиматор 3. В другом варианте (не показан) подвижным выполняется коллиматор 2, при этом система 6 перемещения должна быть соединена с коллиматором 2. На фиг. 2 и 3 участки под номерами

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ РАДИОАКТИВНЫХ ОБЪЕКТОВ, содержащее детектор, соединенный с блоком регистрации и обработки данных, два коллиматора, вьтолненных в виде пластин, расположенных параллельно входной плоскости детектора, с прозрачными и непрозрачными для излучения участками и систему пер емещения одного из коллиматоров, расположение участков в котором описывается соответственно расположением 1 и О в таблице размером