Устройство для вычислительной рентгеновской томографии Советский патент 1981 года по МПК G01N23/08 A61B6/02 

I

Изобретение относится к рентгенотехнике, а именно к вычислительной рентгеновской томографии.

Известны рентгеновские томографы с веерньш пучком и большим количеством детекторов излучения, в которых имеются дополнительные детекторы, установленные по сечению веерного пучка и контролирующие его однородность. В этом томографе выходные сигналы основных детекторов изменяют в зависимости от сигналов контролирующих однородность пучка детекторов ГП

Недостатком этих томографов является то, что контроль однородности пучки производится дискретно и для I вве д1ения коррекции в результатыизмёрет НИИ необходимо использовать интерполиЧ J OBaHHbie величины,что снижает в целом точность восстановления изображения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для вычислительной рентгеновской томографии, содержащее держатель исследуемого объекта, источник веерного рентгеновского пучка, установленный с возможностью перемещения по фиксированной .окружности, в центре которой установлен держатель исследуемого объекта, детектор излучения, установленный с возможностью его шагового перемещения по той же окружности, многощелевой коллиматор,

10 установленный между источником и детектором, средства поворота коллиматора таким образой, что вьщеляемый им пучок из веерного пучка источника попадает на неподвижньй детектор,

15 соединенную с детектором схему формирования сигнала начала и окончания прохождения сканирующим пучком исследуемого объекта, блок управления источником, приводы движения источ30ника, коллиматора и детектора, средства обработки сигнала детектора и восстановления изображения. В этом томографе используется только один детектор, что повышает точность восстановления изображения Однако в нем могут возникать ошибки, вызванные неравномерностью распределения интенсивности в веерно иучке источника, в результате чего рабочий пучок в разные моменты времеии будет иметь различную интенсивность. Цель изобретения - повьшение точности восстановления изображения. Поставленная цель достигается тем что в устройстве дпя вычислительной рентгеновской томографии, содержащем держатель исследуемого объекта, источник веерного рентгеновского пучка, установленный с возможностью перемещения по ксированной окружности, в центре которой расположен держатель исследуемого объекта, осйовной детектор излучения, установленный с возможностью его шагового перемещения по той же окружности, многощелевой коллиматор, установленный между источником и детектором, средства поворота коллиматора таким образом, что вьщеляемый им пучок из веерного пучка движущегося источника попадает на неподвижный детекто соединенную с детектором схему формирования сигнала начала и окончания прохождения сканирующим пучком исследуемого объекта, блок управления источником, приводы движения источника, коллиматора и детектора, средства обработки сигнала детектора и восстановления изображения, на каждой щели коллиматора со стороны, обратной к источнику, установлен дополнительный прозрачный для излучения детектор, причем все детекторы подключены к блоку управления и .точником веерного рентгеновского пучка и/или средствам обработки сигнала основного детектора. Кроме того, в устройство введены блок выборки сигналов установленных на щелевом коллиматоре детекторов и блок поочередного включения детекторов, причем эти блоки подключены к выходам схем формирования сигнала начала и оконча кия прохождения сканирующим пучком исследуемого объекта. На чертеже схематически изображено устройство. Устройство для вычислительной рентгеновской томографии содержит источник 1 веерного рентгеновского пучка, многощелевой коллиматор 2, точечный детектор 3 излучения. Блок 4 управления источником задает и регулирует анодное напряжение и анодный ток источника 1, а также осуществляет его включение и выключение. Совместный поворот источника 1 и многощелевого коллиматора 2 осуществляется от привода 5. Дпя детектора 3 введен отдельный привод 6, осуществляющий дискретные перемещения по окружности на углы, равные углу раствора веерного пучка. С детектором 3 соединены схемы 7 формирования сиг нала начала и окончания прохождения сканирующим пучком исследуемого объгекта 8 и средства 9 обработки сигналов детектора и восстановления изображения. На щелях коллиматора 2 со стороны, обратной по отношению к источнику 1 , расположены прозрачные дпя излучения детекторы 10. Детектрры 10 подключены к блоку 11 выборки сигналов детекторов, выход которого подключен к блоку 4 управления источником. В другом варианте блок f 1 может быть подключен к средствам 9 обработки сигнала детектора и восстановления изображения (э.та связь на чертеже не показана). Детекторы 10 могут включаться одновременно или поочередно. В последнем случае их включением и выключением управляет блок 12 поочередного включения детекторов, управляемый от схемы 7 формирования сигнала начала и окончания прохождения сканируюшрм пучком исследуемого объекта 8. CkeMa 7 также соединена с приводами 5 и 6 и блоком 11 выборки сигналов детекторов и средствами 9 обработки сигнала детектора 3 и восстановления изображения . Устройство работает следующим образом. Источник 1 и многощелевой коллиматор 2 перемещаются по концентрическим окружностям с таким соотношением угловых скоростей, что в любой момент времени выдeляe fi lй щелью коллиматора из веерного пучка источника узкий пучок попадает в приемную щель детектора 3. После одного цикла скайирования, заключающегося в том, что данная щель коллиматора 2 прошла по всему сечению веерного пучка источника 1, детектор 3 перемещается по окружности на угол, равный углу раствора веерного пучка, и начинает ся НОВЫЙ цикл сканирования с помоп ью следующей щели коллиматора 2. Начало и окончание каждого цикла сканирования фиксирует схема 7, работающая на принципе дифференцирования сигнала детектора 3, в результате чего при резких изменениях интенсивности излучения падающего на детектор, связангалх с вхождением пучка и выхождением пучка в и из области, занимаемой исследуемым объектом, она формирует импульс, управлякхщй работой блоков 5,б,9,И,12. Количество циклов сканирования выбирается из условия получения требуемого для точного восстановления изображения количества траекторий пучка в исследуемом объекте. Установленные на щелях коллимато ра 3 детекторы 10 позволяют контроли ровать распределение интенсивности по сечетаювеерного пучка, причем в каждый данный момент времени де тектор 10 измеряет интенсивность падающего на детектор 3 первичного пуЧка. Путем введения обратной связи между детекторами 1О и блоком 4 управления источником можно изменением анодного напряжения и/или тока добит ся одинаковой интенсивности пучка в течение всего цикла сканирования. 8другом-варианте информацшо об интенсийности пучка можно ввести в бло 9для обработки сигналов детектора 3 с Целью введения коррекции в измеренный детектором 3 сигнал. , Предлагаемое устройство обеспечивает полный контроль интенсивности первичного пучка, участвующего в формировании изображения, в течение всего времени съемки, что позволяет регулировать работу источника с целью поддержания постоянства интенсив ности первичного пучка, что, в целом, приводит к повьшению точности восстанавливаемого томографического изображения. Формула изобретения 1. Устройство для вычислительной рентгеновской томографии, содержа56щее держатель исследуемого объекта, источник веерного рентгеновского пучка, установленный с возможностью перемещения по фиксированной окружности, в центре которой расположен держатель исследуемого объекта, основной детектор излучения, установленный с возможностью его шагового перемещения по той же окружности, многощелевой коллиматор, установленный между источником и детектором, средства поворота коллиматора таким образом, что вьщеляемый им пучок из веерного пучка движущегося источника попадает на неподвижный детектор, соединенную с детектором схему фор- мирования сигнала начала и окончания прохождения сканирующим пучком исследуемого объекта, блок управления источником, приводы движения источника, коллиматора и детектора, средства обработки сигнала детектора и восстановления изображения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности восстановления нзображения, на каждой щели коллиматора со стороны, обратной к ИСТОЧ1ШКУ, установлен дополнительный прозрачный для излучения детектор, причем всё детекторы подключены к блоку управления источником веерного рентгеновского пучка, и/или средствам обработки сигнала основного детектот ра. 2. Устройство по п.I, отличающееся тем, что в него,введены блок выборки сигналов установленных на щелевом коллиматоре детекторов и блок поочередного включения детекторов, причем эти блоки подключены к выходам схемы формирования сигнала начала и окончания прохождения сканируювдм пучком исследуемого объекта. Источники информации, принятые во внима1ше при экспертизе 1.. Патент Великобритании № 1475492, кл. Н 4 f , опублик.1977. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2839322/18-25, кл. G, 01 N 23/08, А 61 В 6/02, 1979 (прототип),