Н. Г. Горбушин и М. Л. Мирианашвили Институт медицинской радиологии АМН СССР Советский патент 1970 года по МПК A61B6/00 

Устройство предназначается для распознавания образов, в частности для автоматизации процессов рентгено-радиологической диагностики.

Известны устройства для восприятия изображений, содержащие источник питания, матрицу фотоэлектронных умножителей с нагрузочными резисторами и делителями апряжения и регистрирующее устройство.

Предложенное устройство отличается тем, что к матрице фотоэлектронных умножителей посредством оптического контакта присоединена матрица сцинтилляционных кристаллов, а выход каждого фотоэлектронного умножителя через согласующий каскад и формирователь, выполиенный на туннельном диоде, подключен ко входу интегратора.

Для уменьшения влияния работы формирователя на нагрузочный режим фотоэлектронного умножителя в согласующем каскаде узловая точка коллектора и коллекторного резистора входного транзистора соединена с базой компенсирующего транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор соединен одновременно € анодом туннельного диода формирователя через последовательно соединенные конденсатор и резистор и с узловой точкой между эмиттером и эмиттерным резистором входного транзистора посредством компенсирующей цепочки последовательно соединенных резисторов, средняя точка которых через конденсатор одновременно подключена к развязывающему резистору, соединенному с баЗОЙ входного транзистора, и к средней точке входного делителя напряжения.

Уменьшение нагрузки на туннельный диод формирователя достигнуто благодаря тому, что анод туннельного диода, через иервичную

обмотку первого трансформатора соединен с одной из узловых точек делителя напряжения, в котором одни из резисторов подклкэчен к нулевой щнне, два других последовательно соединенных резистора -подключены к

отрицательной щине источника питания, а посредством иидуктивной связи через вторичную обмотку первого трансформатора - к базе выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, коллектор которого подключей к дискретному входу регистрирующего устройства, а к отрицательной щине источника питания посредством нагрузочного резистора и первичной обмотки второго трансформатора. При этом вторичная обмотка с

одной стороны подключена к положительной щине источника питания, а с другой - через ограничивающий резистор к эмиттеру ключевого транзистора иитегратора. Для получения линейной зависимости наступающих импульсов коллектор ключевого транзистора, в-ключепного по схеме с общей базой, одновременно подключен к отрицательной шине источника питания посредством резистора смещения, к эмиттеру выходного повторителя через параллельно соединенную цепочку резистор-конденсатор и к базе транзистора первого усилительного каскада, эмиттер которого подключен к нулевой шине, а коллектор одновременно соединен через нагрузочный резистор с отрицательной шиной источника питания и с базой -предварительного эмиттерного новторителя. При этом эмиттер подключен через резистор к положительной шине источника питания, а также к базе выходного эмиттерного повторителя. Эмиттер последнего одновременно соединен с положительной шиной через нагрузочный резистор и посредством входного резистора регистрирующего устройства-с иодвижным контактом компенсирующего резистора, один из неподвижных контактов которого подключен к нулевой шине, а другой через дополнительный резистор - к положительной шине источника питания.

Перечисленные конструктивные особенности предложенного устройства позволяют получить количественную и качественную информацию о динамических свойствах объектов, находящихся внутри гетерогенной среды, и повысить достоверность результатов рентгенорадиологической диагностики.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема одной из ячеек резисторов.

Устройство выполнено в виде показанного па фиг. 1 поля А, составленного из ячеек рецепторов Б, которые размещены в виде фасеток глаза. Каждая из ячеек рецепторов Б собрана по схеме, приведенной на ф,иг. 2. Она содержит сцинтилляциоппый кристалл 1, фотоэлектрониый умножитель (ФЭУ) 2, делитель напряжения 3, согласующий каскад 4, формирователь 5, интегратор 6и регистрирующее устройство 7.

Сцинтилляционный кристалл 1 и фотоумножитель .2 .представляют собой промышленные серийные изделия.

Делитель напряжения 3 в виде последовательно соединенных резисторов подключен с одной стороны к нулевому, а с другой - к высоковольтному отрицательному иотенциалу стабилизированного источника питания и к фотокатоду ФЭУ, а каждое промежуточное соединение резисторов подключено к соответствующему диноду ФЭУ. Анод ФЭУ через сопротивление нагрузки Яа подключен к нулевому потенциалу и через конденсатор Ci - к базе транзистора Tj согласующего каскада, в который, кроме транзистора TI, входят делитель напряжения на резисторах Ri и R- с развязывающим резистором , нагрузочные резисторы R и R и компенсирующая цепочка на транзисторе Го, резисторах Re и RT и конденсаторе Са..

.Компенсированный сигнал с выхода согласующего каскада 4 через цепочку передается на анод туннельного диода Д формирователя 5. Формирователь содержит, кроме

диода Дь резисторы Rg-Ru и трансформатор Тр на ферритовом кольце с двумя обмотками. Первичная обмотка является согласующей индуктивностью, с помощью которой выбирается постоянная времени для фор.мирования необходимой длительности импульса. Вторичная обмотка служит для передачи сформированного импульса на транзистор Гз, в коллектор которого включен нагрузочный резистор , и трансформатор Тр-,, у которого параллельно первичной обмотке подключен

диод Дз- Вторичная обмотка трансформатора

Г/72 через резистор Ri подключена ко входу

интегратора 6.

Интегратор содержит компенсирующий делитель на резисторах Ri и Ri5, транзистор Г, включенный по схеме с общей базой, в коллектор которого включены резистор le, интегрирующая цепочка RnC и транзистор Г., с нагрузочным резистором Ris- Кроме этого,

в состав интегратора входят транзистор Те, нагрузочный резистор и транзистор Гт, эмиттер которого соединен с подвижным контактом одного из резисторов компенсирующего делителя Ru, Ri5 через нагрузочный резистор и входной резистор регистрирующего устройства 7.

Работает предложенное устройство следующим образом.

Поток ионизирующего излучения (например, гамма-лучи), проходя через гетерогенную среду, в которой расположен распознаваемый объект, попадает на сцинтилляционный кристалл / каждой ячейки поля Л. Поскольку кристалл / имеет оптический контакт с фотоэлектронным умножителем 2, свечение, образовавшееся от гамма-кванта, передается на фотокатод. Из последнего вылетают электроны, число которых увеличивается с помощью

динодов, и на нагрузочном резисторе образуется отрицательный импульс напряжения. Этот импульс через конденсатор Ci поступает на базу транзистора Г согласующего каскада. Основная часть сигиала передается на эмиттерную нагрузку транзистора Г, а небольшая часТь его усиливается транзистором Гг. Усиленный сигнал посредством резисторов Re и R компенсируется до уровня входного сигнала и подается на анод туннельного диода

Дь Последний возбуждается н переходит в неустойчивое состояние с последующим возвращением в устойчивое. Длительность этого процесса, обусловливающая длительность сформированного импульса, зависит от соотношения величин резисторов Rg и и индуктивности на первичной обмотке Тр. Полученный импульс усиливается и передается на интегратор 6 через вторичную обмотку трансформатора Тр2, резистор Ri3 и транзистор Т,

После усиления транзистором TS этот импульс передается на нагрузку Roo через двойной эмиттерный повторитель на транзисторах Тб и TS с последующим запоминанием па цепочке Ri7Ci. В результате этого образуется уровень напряжения, пропорциональный амплитуде Импульса, который поступает на входной резистор 2i регистрирующего устройства 7.

Регистрирующее устройство фиксирует как аналоговую величину с выхода интегратора, так и дискретную величину с выхода формирователя.

При регистрации сигнала в виде аналоговой величины иногда может присутствовать фон, для компенсации которого служит делитель на резисторах Rn и , регулирующий выходной потенциал интегратора.

Полученные на выходе предлагаемого устройства сигналы параллельно записываются в виде аналоговой величины или набора дискретных значений амплитуд, распределенных во времени, отражая тем самым воспринятую картиНу объекта в динамике.

Предмет изобретения

1,Устройство для восприятия изображений, содержащее источник питания, матрицу фотоэлектронеых умножителей с нагрузочными резисторами и делителями напряжения и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с щелью получения количественной и качественной информации о диНамических свойствах объектов, находящихся внутри гетерогенной среды, и повыщения достоверности результатов рентгено-радиологической диагностики, к матрице фотоэлектронных умножителей посредством оптического .контакта присоединена матрица сцинтилляционных кристаллов, а выход каждого фотоэлектронного умножителя через согласующий каскад и формирователь, выполненный на туннельном диоде, подключен ко входу интегратора.

2.Устройство по- п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьщения -влияния работы формирователя на нагрузочный режим фотоэлектронного умножителя, в согласующем каскаде узловая точка коллектора и коллекторного резистора входного транзистора соединена с базой компенсирующего транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной щипой источника питания, а коллектор соединен одновременно с анодом туннельного диода формирователя через последовательно соединенные конденсатор и резистор и с узловой точкой между эмпттером и эмиттерным резистором входного транзистора посредством компенсирующей цепочки последовательно соединенных резисторов, средняя точка которых через конденсатор одновременно подключена к развязывающему резистору, соединенному с базой входного транзистора, и к средней точке входного делителя напряжения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьгпения нагрузки та туннельный диод формирователя, анод туннельного диода через первичную обмотку первого трансформатора соединен с одной из узловых точек делителя напряжения, в котором один из резисторов подключен к нулевой шине, два

других последовательно соединенных резистора подключены к отрицательной щине источника питания, а посредством индуктивной связи через вторичную обмотку первого трансформатора- к базе выходного транзистора,

включенного по схеме с общим эмиттером, коллектор которого подключен ко входу регистрирующего устройства, а также к отрицательной щине источника питания посредством нагрузочного резистора и первичной обмотки второго трансформатора, при этом вторпчная обмотка с одной стороны подключена к положительной шине источника пптания, а с другой через ограничивающий резистор - к эмиттеру ключевого транеистора интегратора.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения линейной зависимости напряжения выхода интегратора от числа постуиающих импульсов, коллектор ключевого транзистора, включенного по схеме с общей

базой, одновременно подключен к отрицательной щине источника питания посредством резистора смещения, к эмиттеру выходного повторителя через параллельно соединенную цепочку резистор - конденсатор и к базе

транзистора первого усилительного каскада, эмиттер которого подключен к нулевой шине, а коллектор одновременно соединен через нагрузочный резистор с отрицательной щиной источника питапия п с базой предварительного эмпттерного повторптеля, при этом эмиттер подключен через резистор к положительной щппе источника пптания, а также к базе выходного эмиттерного повторителя, эмиттер последнего одновременно соединен с положительной щиной через нагрузочный резистор, и посредством входного резистора регистрирующего устройства - с подвижным контактом компенсирующего резпстора, одпн пз неподвпжных контактов которого подключен к

нулевой щйие, а другой через дополнительный резпстор - к положительной шине источника пптания.

0