Способ съема информации с многопроволочной пропорциональной камеры для цифровой медицинской рентгенографической установки

 

Изобретение относится к регистрации пространственного направления рентгеновского излучения и может быть использовано в медицинской цифровой рентгенографии. Целью изобретения является улучшение пространственного разрешения путем увеличения в два раза эффективного числа каналов многопроволочной пропорциональной камеры (МПК). Для этого в способе съема информации с МПК, при котором анодные проволочки камеры расположены параллельно потоку рентгеновских гамма-квантов, а давление рабочего газа (ксенона) и шаг анодных проволочек подобраны так, чтобы пробег образующихся фотоэлектронов был примерно равен шагу анодных проволочек, ведут раздельную регистрацию событий, в которых срабатывает только одна анодная проволочка, и событий, в которых одновременно срабатывают две соседние анодные проволочки. Аппаратурно этот метод съема легко осуществим с помощью использования схем совпадений и антисовпадений. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Г 01 Т 5 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4280272/24-25 (22) 07.07.87 (46) 23.12.90. Бюп, Р 47 (71) Институт ядерной физики CO

АН СССР (72) С.Е, Бару, A.Ã. Хабахпашев и Л.И. Шехтман (53) 621.387.4(088.8) (56) Синаков М.В., Сапрыкин В.Д., Чалая В.Г. и др. Многоэлементные детекторы ионизационного излучения.—

Киев, Техника, 1985.

Ваки S.Е., Khabahpashev А.с., Makarov I.Â., et al. Digital x-ray

Imaging Installation for Medical

Diagnostings. - Nucl. Instr. and

Neth., v. 238А, 1985, Р 7, р. 165.

Авторское свидетельство СССР

И 1505214, кл. G 01 Т 5/12, 1987. (54) СПОСОБ СЪЕМА ИНФОРМАЦИИ С МНОГОПРОВОЛОЧНОР ПРОПОРЦИОНАЛЬНОЙ КАМЕРЫ

ДЛЯ 11ИФРОВОИ МЕДИЦИНСКОЙ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОР УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к регистрации пространственного направления

Изобретение относится к регистрации пространственного направления рентгеновского излучения и может быть использовано в медицинской цифровой рентгенографии.

Целью изобретения является улучшение пространственного разрешения путем увеличения в два раза эффективного числа каналов пропорциональной камеры.

На фиг, 1 схематично представлена многопроволочная пропорциональ

„„SU„„1615651 А1

2 рентгеновского излучения и может быть использовано в медицинской цифровой рентгенографии. Целью изобретения является улучшение пространственного разрешения путем yseличения в два раза эффективного числа каналов многопроволочной пропорциональной камеры (МПК) . Дпя этого в способе съема информации с МПК, при котором анодные проволочки. камеры расположены параллельно потоку рентгеновских гамма-квантов, а давление рабочего газа (ксенона) и шаг анодных проволочек подобраны так, чтобы пробег образующихся фотоэлектронов был примерно равен шагу анодных про- д волочек, ведут раздельную регистрацию событий, в которых срабатывает только одна анодная проволочка, и событий, в которых одновременно срабатывают две соседние анодные проволочки.

Аппаратурно этот метод съема легко 2 осуществим с помощью использования схем совпадений и антисовпадений, 3 ил. Э и ная камера (mK) с регистрирующей

Cb электроникой на фиг. 2 —. график зави:

S симости скорости счета в двух одиноч-, ных каналах и канале совпадений от смещения узкоколлимированного пучка излучения; на фиг . 3 — график за висимости при обычном методе съема ин- «й форма ции.

Поставленная цель достигается тем, . что в отличие от всех существующих до настоящего времени NIK со схемом информации с каждой отдельной анодной,проволочки, отдельно регистрируются обытия, в которых сработала только ,одна анодная проволочка, и отдельно ! те события, в которых одновременно ,сработали две соседние проволочки.

На фиг. 1 анодные проволочки 1 пропорциональной камеры соединены через усилители-формирователи 2 со съемами совпадений 3 и антисовпадений 4. Выходы схем совпадений и антисовпадени одключены к счетчикам 5 импульсов, исло которых в два раза больше чиса анодных проволочек, Излучение направлено вдоль проволочек. Так как пр об еги эл ектр онов имеют величину, сравнимую с шагом анодных проволочек то примерно половина событий вызы вает срабатывание -олько одной про-! ! волочки а другая половина дает одно

9 временно срабатывание двух соседних !

1 проволочек. Полное число каналов npv, таком способе съема информации возрастает в два раза и примерно во ! столько же раз уменьшается ширина каждого канала. Отношение эффектив.ности одиночных каналов с совпада., тельными зависит от энергии рентге,новского излучения и давления рабо.:чего газа. В данном случае это отношение порядка едиьыцы. Отличие от единицы легко может бь ь учтено при нормировке, которая авт оматич ес ки производится в цифровой рентгенографической установке сразу по окончании съемки кадра.

Таким образом, недостаток MIK— . большое число совпадений соседних каналов при регистрации квантов. предлагаемы способ съема информации превращает в достоинство - ре-, гистрируются .все кванты, поглощенные в камере. Одновременно пространственное разрешение камеры увеличивается в два раза.

Реализация схемы, показанной на фиг. 1, легко достигается с помощью обычных интегральных ТТЛ-схем, которые позволяют производить необходимые формировки и задержки импульсов, организовать их совпадения и анти10 и

ЗО с овпад ения.

Форма каналов, т. е. зависимость скорости счета от смещения узкоколлимированного пучка излучения, была изменена экспериментально при напряже"55 ниях на рентгеновской трубке 70 кВ и 40 кВ и давлении рабо;его газа (ксенона) 2,0 атм. Давление выбиралось так, чтобы эффективности одиночных каналов и каналов совпадений быпи примерно равны.

На фиг, 2 позициями 6 и 7 обозначены кривые двух одиночных каналов, пози дей 8 — кривая канала совпадений при напряжении на трубке 40 кВ.

Фиг, 2 показывает, что канал совпадений имеет наибольшую вероятность регистрации посредине между анодньми проволочками и при приближении к проволочкам эта вероятность быстро уменьш."-,ется. Такая форма канала совпадений связана с тем, что многократное рассеяние превращает траекторию фотоэлектрона в ломаную линию с крутыми поворотами и даже петлями. Поэтому поглощение квантов вблизи гранины чувствительности между анодными проволочками с наибольшей вероятностью регистрируется как совпадение. При удалении от границы эта вероятность падает и одновременно растет вероят" ность срабатывания одиночного канала. По кривым на фиг. 2 можно вычислить среднеквадратичные ошибки измерения координаты кванта, зарегистрированного одиночным каналом и каналом совпадений. для напряжения 40 кВ

C o= 0 31 мм6, = О 41 мм, соотг ветствуюпуе ширины на полувысоте

0,,83 мм и 0,68 мм. Для 70 кВ 60)

= 0,31 и ба4Ю = 0,48

На фиг. 3 позйцией 9 обозначена форма канала при обычном методе съема, т.е. регистрации от одной проволочки без совпадений и антисовпадеций. Величина 0 = 0 64 мм, а ширина — ".,62 мм.

Цифр овь е р ентг енографич еские установки с ЛНК в качестве детектора рентгеновского излучения имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с традиционной рентгенограМ ей: дозы облучения пациентов снижаются в 30-100 раз, значительно расширяет-ся,цинамический диапазон, исключается регистрация рассеянного излучения, снижающего контрастность, появляется возможность математической обработки цифровой информации и оперативного вывода ее на,цисплей в виде, наиболее удобном для вйзуального анализа, Предлагаемы способ съема информации, улучшающий пространственное разрешение в два раза, позволяет увеличить число элементов цифрового изображения с 65000 до 260000 что существенно улучшает диагностические возможности цифровых установок и расширяет область их применения.

Формула изобр ет ения

Способ съема информации с многопроволочной пропорциональной камеры для цифровой медицинской рентгенографической установки, при котором поток рентгеновских гамма-квантов регистрируют с помощью многопроволочной пропорциональной камеры, содержащей анодные проволочки, расположенные параллельно направлению потока регистрируемых рентгеновских гамма15651 б квантов, с шагом между проволочками при выбранном давлении рабочего газа, равным пробегу электронов, образовав5 шихся при взаимодействии рентгеновс- . ких гамма-квантов с рабочим газом, отличающийся тем, что, с целью улучшения пространственного разрешения путем увеличения в два

1 чаза эффективного числа каналов пропорциональной камеры, ведут раздельную регистрацию событий, в которых срабатывает одна анодная проволочка, и событий, в которых одновременно срабатывают две соседние анодные пр овол очки .

1615651 1.8 08

0,6

iо,o !, о,г !

1WO аоо аг ае а6 аЮ 12 х,4 М 18 20 ZZ 2Ф ZE Фжл

Составитель М. Данилов

Редактор А. Шандор Техред M.Äèäûê Корректор 1 . 1Ь пле

Заказ 3985 Тираж 347 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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