Устройство для рентгеновской поперечной томографии

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (1И

А1 (51)5 G 01 и 23/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И СПНРЬПИЯМ

ПРИ fHHT СССР

-г.описяник изоБ кт НИЯ; .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 2 J 4 (46) t5.04.92. Бюл. р. (21) 4298778/25 (22) 20,08,87 (72) Э.Ю.Васильева, С.С,Котягин и Н.P.Êóçåëåâ (53) 621.386: 620.179,152(088,8) (5G) Авторское свидетельство СССР

11 1152097, кл. Н 05 G 1/64, 1984, Заявка Великобритании 11 2013068, .кл, Н 04 N 3/16, 1979. ю (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕНТГЕНОВСКОЙ

ПОПЕРЕЧНОЙ ТОИОГРАФИИ (57) Изобретение относится к рентгенотехнике, а более конкретно к ус1ройствам для получения поперечных томограмм с применением аналоговых средств формирования томограммы.

Цель изобретения — повышение . качества получаемых томогрэмм. Оптический тракт рентгеновского электронно-оптического преобразователя содержит свертывающий фильтр 8, цилиндричес" кую линзу 9 и призму 1О Дове, вращающуюся со скоростью вдвое меньшей скорости вращения держателя 5 исследуемого объекта. В устройство могут быть введены блоки 16-19 для. цифровой обработки получаемого томографического иэображения перед его выводом на ви деоконтрольное ус тройс тво 20. I ил, Изобретение касается нераэрушающего контроля материалов и изделий радиационными методами при аналоговом формировании томографических изобрл5 жеиий, Бель изобретения — повышение качества получаемых томограмм. .На чертеже приведена (рункциональная схема устройства для реитгеновс" !О кой поперечной томографии, Устройство содержит источник 1, щелевую диафрагму 2, формирующую ве«ерный рентгеновский пучок 3, проходящий через исследуемый объект 4, уста- !5 новленный иа поворотном держателе 5 и надающий на экран рентгеновского электронно-оптического цреобраэователя (РЭОП) 6, В оптическом тракте

РЭОН 6. Установлены первая отображаю- 20 ща я лин эа 7, св ертывающий фильтр 8, .цилиндрическая линза 9, призма 10 До.ве и вторая отображающая линза 11, с которой оптически связан накопительный фотоириемиик 12. Держатель 5 и призма 10 Дове снабжены приводами 13 и !4 их вращения, которые связаны с синхронизатором 15, Г тракт накопительного фотоприемника 12 могут быть введены блок 16 сдвига и нормировки, аналого-цифровой преобразователь (AL5) 17, .блок 18 памяти кадров, ЭВМ 19 и видеоконтрольное ус тройс тво (ВКУ) 20, 35

Устройство работает следующим образомм.

Прошедший через исследуемый объект 4 рентгеновский пучок 3 формиру" ет на экране РЭОЛ 6 полосковое изображение„которое посредством первой .. отображающей линзы 7 переносится на . свертывающий фильтр 8, проходит через осуществллгощуго функци)о обратного проецирования цилиггдрическуго линзу 9 и суммируется на призме 10 Дове, вращающейс)г со скоростью вдвое меньшей

1 скорости вращения объекта Сущность происходящих в оптическом тракте устройства преобразований иэображения заключается в следующем.

: На выходе РЭОП 6 формируется проекция слоя -исследуемого объекта 4, являющаяся одномерной функцией Х, поскольку проекции берутся вдоль направлений Y. Для заданного положения, проецирования, задаваемого величиной угла гг), проекция определяется линейным интегралом! 482396

EYI

C (X) - 1п -- I ()(X Y)dY

Ц

0 -со где I — интенсивность пучка в соот-. ветствующей q точке экрана РЭОП 6;

I, — интенсивность исходного пучка; (Х,У) — распределение величин коэфициента поглощения в сечении исследуемого объек та 4 .

Как известно, обратное проецирование дает сильно размытое изображение объекта, поскольку результирующее изображение g(r) представляет собой двумернуго свертку искомого распределения ()г(r, 9 ), где r, 8 - полярные координаты, с функцией рассеяния „(г), т.е.

g(r) p(r, 0 ) ) » P „(r), 1. и где p (r) р."о г

Улучшения изображения можгго добиться путем проведения фильтрации в пространстве изображения путем свертки g(r) с помощью обрабатывающей функции hz(r)i

1!!(г) = g(r) )(h (r), Поскольку суммирование и фильтрация являются линейными операциямиг то результат инвариантен относительно порядка действий, Поэтому сначала проекцию с выхо" да РЭОП 6 подвергают свертке с функцией h,(r) с помощью свертывающего фильтра 8, в результате чего за фильтром 8 получается иэображение от(1)ильтроваггной проекции

f g(X) - J Eq(Xo) h < (X- ) 1Х.f (Х)+h„(X).

Затем с помощью цилиндрической линзы 9 получают обратную проекцию

b(Х,У) = Й< (Х), т,е.. одномерная проекция растягивается в направлении оси У, Призма 10 Дове осуществляет .суммирование, в реэулг тате чего иа входном экране передающей телевизионной трубки (накопительного фотоприем" ника 12) формируется иэображение полл распределения коэффициента ослабления излучения по исследуемому слою объекта 4, определяемое в виде

)(г) — f dq j Е (Х ))1,(гсон(О-(p) о — Х,) 1Х,.

Пояучаемое иэображение можно вывести непосредственно иа ВКУ 20, Вместе с тем,путем считывания сигнала с накопительного фотоприемника 12 с

Формула изобретения

Составитель К.Кононов

Техред ц.Дндык Корректор Э.Лончакова

1 Редлктор Т.Иванова

Заказ 2309 / Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101

5 1482 помощью блока 16 можно осуществить вычитание фона и нормировку изобрлжения, после чего провести его оцифровку с помощью ЛИП 17, обработку ! ° г в ЭВМ 19, ввод в блок 18 памяти кадров и вывод на ВКУ 20» Тлкля обрлбот .ка дозволяет повысить клчес гво изображения путем испольэовлния цифровых методов обработки. 10 !

Например, в качестве свертывлющего фильтра 8 можно использовлть транспарант из фотографической пленки с переменным пропусклнием Т(Х,Y), определяемым функцией фильтра h,(Х), 15 причем пропусклние трлнсплрлнтл должно иметь осевую симметрию, Ток клк этот трлнсплраит является пассивным устройством, прозрлчность которого ограничена неравенством 20

0 T(XiY) и 1, то для реализации функции, . имеющей отрицательные области, необходимо использовать положительный уровень смещения, поднимающий отрицательные 25 значения выше нуля, и масштабный коэффициент, Тогда иропусклпие транспаранта определится выражением

T(r) - Ko+ K41,(X), где К вЂ” уровень смещения;

К, — масштабный множитель, Таким образом, в томогрлмму будет привнесен фон, который необходимо вычесть иэ изображения, Это можно сделать в блоке 1G сдвига и нормиров35 ки путем подачи нл инвертирующий вход входящего в его состав оперлционного усилителя потенциалл, пропорциойлльного фону, для того, чтобы более точно провести оцифровку с по- 40

3Ч6 Ь мощью АЦП li и получить млкснмлльно возможное количество уровней квантования, В блоке 16 дилплзон сигнала, считанного с накопительного фотоприемника 12, приводится в соответствие с входным динамическим диапазоном

ЛЦП 17 путем соответствующей нормировки. Накопительный фотоприемник 12 должен работать с рл-зделением процессов накопления и считывания, поэтому необходимо обеспечить его работу в режиме малоклдровой рлзверки и ис гользоплть в его клч» гтп» г".ециллиэи ров;.Нные передлющие т л."к :,, например суперкремникон или суперортикон.

Ус тройс тво для рентгеновской поперечной томографии, содержащее последовательно рлсположенные источник рентгеновского веерного пучка, поворо тный держл тель исследуемого объекта, рентгеновский электронно-оптический преобразователь, цилиндрическую лин-. зу и накопительный фотоприемник, привод поворота держателя, связанное с накопительным фотоприемником видео" контрольное устройство, синхронизатор, связанный с.приводом поворота, о т л и ч л ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качество получаемых томограмм, в него дополнительно введены свертывающий фильтр, установленный перед цилиндрической линзой, и призма Дове, установленная эл цилиндрической линзой и снабженная собственным приводом вращения, подключенным к синхронизлтору,