Вычислительный томограф

 

1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ТОМОГРАФ, содержащий коллимированный детектор ионизирующего излучения, соединенный с блоком обработки данных и вьшолненный в виде набора чувствительных элементов , расположенных вдоль линии, и источник ионизирующего излучения с веерообразной диаграммой направленности , жестко связанный с детектором, отличающийся тем, что, с целью повышения точности томографических исследований путем увеличения светосилы детектора и его спектральной селективности, чувствительные элементы установлены вдоль отрезков ломаной; кривой и выбраны с разной энергетической чувствительностью. 2.Томограф поп.1,отличаю щ и и с я тем, что чувствительные элементы установлены на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть периметр,: правильного многоугольника с центром в точке, совпадающей с источником излучения. 3.Томограф ПОП.1, отличающийся тем, что чувствительные элементы с нечетным номером имеют одну энергетическую чувствительность, а с четным - другую.

C0l03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1047284 A

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ ментов, расположенных вдоль .пинии, и источник ионизирующего излучения с веерообразной диаграммой направленности, жестко связанный с детектором, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности томографических исследований путем увеличения светосилы детектора и его спектральной селективности, чувствительные элементы установлены вдоль отрезков

/ ломаной . кривой и выбраны с разной энергетической чувствительностью.

2. Томограф по и.1, о т л и ч а— ю шийся тем, что чувствительные элементы установлены на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть периметр;. правильного многоугольника с центром в точке, совпадающей с источником излучения.

3. Томограф по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что чувствительные элементы с нечетным номером имеют одну энергетическую чувствительность, а с четным — другую.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3452934/18-25 (22) 30.06.82 (46) 30.04.87. Бюл. К - 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт кабельной промьппленности и Киевское специальное проектно-конструкторское технологическое бюро реле и автоматики (72) И.Б. Рубашов, О,Л. Руднев, P.Е. Богуславский, И.П. Хелемский, О.Б. Рязанцев, В.A. Нестеров, Ю.И. Рапкин, В.А, Бачинский и Ю.М.Метальников (53) 62 1.386. 12(088 .8) (56) Патент Великобритании -1283915, кл. Н 5 Р, опублик. 1972.

Патент СССР Н - 707505,кл.А 61 В 6/00, 1979. (54)(57) 1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЙ ТОМОГРАФ, содержащий коллимированный детектор ионизирующего излучения, соединенный с блоком обработки данных и выполненный в виде набора чувствительных эле(51) 4 G 01 N 23/04 // А 61 В 6/02, G 01 Т 1/161

1 104728

Иэоб1>»тент>» аттт<>ситгя к области ис следов аттит>т ра<.пр< деления плотности объектов путем прапускания через них излуче ття с ттс>следу><>тттим получением изображеттття и может быть использовано в медицинской рентгенодиагностике.

Известен вьятислтттельный томограф, содержатний одттттачттьттт кол, тимированный детектор ианизирун>щего излучения, соединенный с блокам обработки дан- 10 ных, жестко гвязанный с источником излучения, и систему их механического перемещения. Для получения набора данных, необходимых для получения распределения плотности абьекта в 15 рассматриваемом слое, источник и детектор перемещают по параллельным траекториям относительно неподвижного объекта исследований с последующим поворотом пары источник-детектор на д) фиксированный угол и повторением процесса сканирования. Известный томограф обладает низким коэффициентом использования излучения и низким быстродействием, что су — 25 щественно ограничивает сферу его применения, особенно для целей медицинской диагностики, поскольку создает большую дазовую нагрузку на исследуемый объект. 30

Наиболее близким к изобретению являетгя вычислительный томограф, содержащий коллимированный детектор ионизирующего излучения, соединенный с блоком обработки данных и выполнен- З ный в виде набора чувствительных элементов, установленных вдаль прямой линии, и источпик ианизирующего излучения с веерообразной диаграммой направленности, жестко связанный с де- щ тектором.

Томограф существенно повышает ско рость томографических исследовании и обладает более высоким коэффициентом использования излучения, что позволяет снизить дозаную нагрузку на исследуемый объект. Недостатками известного томографа является низкая точ ность томографических исследований, обусловленная малой светосилой детек- 5О тора, так как в силу линейного расположения чувгтнительных элементов детектора мал телесный угол, под которым излучение нападает в крайние чувстнительные элементы, а также низкой

Ъ спектральной селектиннастью детектора иэ-за отсутствия возможности осуществлять раздельную регистрацию излучения, ослабление которого абуслон4 2 л»на различными физическими факторами. При использовании н качегтве источника ионизирующего излучения тармознога рентгеновского излучения такими факторами являются электронная плотность и эффективный заряд ядер исследуемого объекта.

Целью изобретения явля»тся повышение точности томографических исследований путем увеличения светосилы детектора и er<> спектральной селектинности.

Указанная цель достигается тем, что в вычислительном томографе чунствительные элементы установлены вдаль отрезков ломаной кривой и выбраны с разной эп»ргетнческай чувгтвитсльностью.

Чувствительттые элеметттьт разметттс ньт на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть периметра правильного многоугольника с центром н т<>чк», совпадающей с источником излучения. Кроме того, чувствительттьте элементы с нечетным номером имеют адпу энергетическую чувствительность, а с четным номером — другую.

Расположение чувствительных эл»ментов детектора на отрезках ломаной кривой, представляющей собой часть правильного многоугольника, центр которого совпадает с источником излучения, обеспечивает одинаковую геам»трию регистрации излучения группа ми чувствительных элементов, расп;>ложенных на каждом отрезке ломаной, что существенно повышает светосилу детектора при сохранении ега разрешающей способности. Раздельная регистрация прошедшего излучения чувствительными элементами с различной энергетической чувствительностью при использовании источника тормозного рентгеновского излучения позволяет дифференцировать вклад в ослабление прошедшего излучения, вызванный комптоновским рассеянием, несущим информацию об электронной плотности исследуемого объекта, и вклад, вызванный фотоэффектом, несущим информацию об эффективном заряде объекта. Для этого регистрируют прошедшее излучение соответственно в мягкой и жесткой областях спектра. Для обеспечения адекватных геометрических условий регистрации излучения чувствительными элементами детектора с разной гео= метрической эффективностью их необходима располагать возможно ближе

1047284

Вычислительный томограф работает следующим образом.

При исследовании объекта его располагают в растворе пучка лучей,испускаемых источником 4 ионизирующего

Редактор О. Филиппова . Техред И.Попович

Корректор М. Демчик

Заказ 1648/3 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 друг к другу, например на отрезках ломаной кривой.

На чертеже представлена схема вычислительного томографа.

Томограф, содержит коллимированный детектор 1 ионизирующего излучения, выполненный в виде набора чувствительных элементов 2 и 3, расположенных на отрезках ломаной кривой, представляющей собой, например, часть периметра правильного сорокаугольника, и источник 4 с веерообразной диаграммой направленности, жестко соединенный с детектором посредством рамы 5, внутри которой находится исследуемый объект 6.

В качестве источника 4 ионизирующего излучения может быть использована рентгеновская трубка, а в каче-. стве чувствительных элементов детектора — полупроводниковые чувствительные элементы на основе кремния и теллурида кадмия или сцинтилляторы из йодистого цезия, активированного таллием, и германата висмута, соответственно. излучения, и после истечения заданного времени набора информации раму 5 перемещают параллельно самой себе на заданный шаг и повторяют. измерение.

II@ окончании цикла сканирования раму

5 поворачивают на заданный фиксированный угол и цикл измерений повторяют.

Прошедшее излучение регистрируют кол лимированным детектором 1. После вы10 численной обработки экспериментальных данных получают изображение пространственного распределения плотности объекта, дифференцированное по виду физических эффектов, вызвавших это

f5 поглощение, Наличие двух реконструированных изображений позволяет существенно повысить точность томографических исследований, а увеличение светосилы — статистическую точность

20 результатов измерений.

Преимуществом предложенного вычис— лительного томографа является повышение технологичности изготовления и юстировки детектора, содержащего не25 сколько сот чувствительных элементов, поскольку он может быть выполнен из отдельных блоков, содержащих группы чувствительных элементов, что также повышает точность томографических

30 исследований. Блочная структура детектора создает возможность простой адаптации детектора к различным геометриям сканирования путем изменения

:его формы.