Устройство для рентгенометрии

 

Изобретение относится к медицинской технике, точнее к устройствам для проверки разрешающей способности рентгеновского тракта медицинских рентгенодиагностических аппаратов. Устройство для рентгенометрии содержит ряд равных по высоте групп взаимно параллельных рентгеноконтрастных штрихов определенной ширины, закрепленных с шагом, равным ширине штриха, на пластине из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи, при этом пластина с рентгеноконтрастными штрихами закреплена на каретке, соединенной с микрометрическим винтом, ось которого проходит перпендикулярно к рентгеноконтрастным штрихам, а направляющая каретки установлена на лимбе, подвижно соединенном с подставкой, имеющей форму кольца, в основании которой имеется паз круглой формы, соединенный патрубком с источником воздушного разрежения, причем лимб имеет стопорный винт, а основание подставки покрыто тонким слоем резины. Использование изобретения позволяет обеспечить возможность проверки разрешающей способности рентгеновского тракта цифровых рентгенодиагностических аппаратов, оснащенных матричными приемниками рентгеновского изображения. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предлагаемое изобретение относится к разделу медицинской техники, точнее к устройствам для проверки разрешающей способности рентгеновского тракта медицинских рентгенодиагностических аппаратов.

Известно устройство для рентгенометрии, представляющее собой квадратную пластину из пластика размером 7,5 х 7,5 дюймов, разбитую на восемь рабочих зон, содержащих измерительные миры с разрешающей способностью от 16 до 60 линий/дюйм. При необходимости могут быть использованы пластины, содержащие измерительные миры с разрешающей способностью от 30 до 100 линий/дюйм и - 60 до 150 линий/дюйм [1, с. 28]. Известное устройство [1], предназначено для проверки разрешающей способности рентгеновского тракта медицинских рентгенодиагностических аппаратов, оснащенных усилителями рентгеновского изображения с телевизионным трактом воспроизведения изображения. Устройство для рентгенометрии [1] не предназначено для работы с рентгенодиагностическими аппаратами, оснащенными цифровыми матричными приемниками рентгеновского изображения, кроме этого, конструкция известного устройства [1] не позволяет определить разрешающей способности изображения в строго заданной точке входного окна приемника рентгеновского изображения.

Известно также устройство для рентгенометрии (мира пространственного разрешения), содержащее периодическую систему взаимно параллельных рентгеноконтрастных штрихов строго определенной ширины, закрепленных с шагом, равным ширине штриха на пластине из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи [2, с.185]. Свинцовый эквивалент штрихов не менее 0,05 мм.

Проверку разрешающей способности аппарата с помощью миры производят при минимальном напряжении на трубке. Рентгенографирование миры производят на пленке с величиной вуали, не превышающей 0,3.

Так же как и предыдущий аналог, данное устройство не предназначено для определения разрешающей способности цифровых рентгенографических аппаратов, оснащенных детекторами матричного типа.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является устройство для рентгенометрии, содержащее ряд равновеликих по высоте групп взаимно параллельных рентгеноконтрастных штрихов определенной ширины, закрепленных с шагом, равным ширине штриха, на пластине из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи [1, с. 33, Модель 07-501-2]. Данное устройство было выбрано нами в качестве прототипа. Устройство, выбранное нами в качестве прототипа, так же как и все известные аналоги, не может быть использовано для определения разрешающей способности рентгеновского тракта цифровых рентгенодиагностических аппаратов с приемниками рентгеновского изображения матричного типа. Для обоснования нашего довода рассмотрим геометрию формирования изображения штриховой миры в приемнике рентгеновского изображения матричного типа.

В отличие от рентгеновской пленки, где чувствительные элементы (зерна бромистого серебра) хаотически распределены в эмульсионном слое, в цифровых матричных приемниках рентгеновского изображения чувствительные элементы (фотодиоды) занимают строго определенное (адресное) положение. При анализе с помощью мир пространственной разрешающей способности цифровых систем с дискретной (канальной) структурой детектора рентгеновского излучения возникают проблемы, связанные с зависимостью результатов измерений от фазового сдвига миры относительно границ каналов. Неоднозначность в оценках особенно заметна при приближении половины периода распределения штрихов миры к дискрету расстановки каналов детектора.

Данное положение наглядно иллюстрируется фиг.1, на которой представлены два крайних случая расположения миры относительно границ каналов цифрового приемника-преобразователя. На фиг.1,а фазовый сдвиг равняется нечетному числу четвертой периода миры, а на фиг.1,б - целому числу полупериодов. При сдвиге на целое число полупериодов изображение миры идеально (фиг.1,б), а в другом случае изображение миры полностью размыто (фиг.1,а).

Целью изобретения является обеспечение возможности проверки разрешающей способности рентгеновского тракта цифровых рентгенодиагностических аппаратов, оснащенных матричными приемниками рентгеновского изображения.

Данная цель достигается тем, что в устройстве для рентгенометрии, содержащем ряд равных по высоте групп взаимно параллельных рентгеноконтрастных штрихов определенной ширины, закрепленных с шагом, равным ширине штриха, на пластине из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи, пластина с рентгеноконтрастными штрихами закреплена на каретке, соединенной с микрометрическим винтом, ось которого проходит перпендикулярно к рентгеноконтрастным штрихам, а направляющая каретки установлена на лимбе, подвижно соединенном с подставкой, имеющей форму кольца, в основании которой имеется паз круглой формы, соединенный патрубком с источником воздушного разрежения, причем лимб имеет стопорный винт, а основание подставки покрыто тонким слоем резины.

В дальнейшем изобретение поясняется чертежами и описанием к ним.

На фиг.2 показано устройство для рентгенометрии (вид сверху); на фиг.3 - вид устройства сбоку по стрелке А на фиг.2; на фиг.4 - вид устройства в разрезе В-В фиг. 2; на фиг.5 - вид устройства в разрезе С-С фиг.4; на фиг.6 - устройство для рентгенометрии в рабочем положении, при определении разрешающей способности плоского матричного детектора рентгеновского излучения, закрепленного на вертикальном штативе.

Устройство для рентгенометрии содержит рад равных по высоте групп взаимно параллельных рентгеноконтрастных штрихов 1 определенной ширины, закрепленных с шагом, равным ширине штриха, на пластине 2 из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи, например органического стекла. Свинцовый эквивалент штрихов не менее 0,05 мм. В каждой группе ширина штрихов одинакова, в то же время группы отличаются между собой числом штрихов на 1 мм. Такие группы штрихов принято называть мирами пространственного разрешения. Для оценки пространственной разрешающей способности приемников рентгеновского изображения используются миры с числом штрихов на 1 мм в группе от 0,7 до 5,0. На фиг.2 показана мира с четырьмя группами рентгеноконтрастных штрихов 1, число групп может быть и иным.

Пластина 2 с рентгеноконтрастными штрихами 1 вставлена в окно 3 каретки 4, которая является держателем миры. Каретка 4 имеет поводок 5, соединенный скользящим контактом с микрометрическим винтом 6, втулка 7 которого закреплена в лимбе 8. При вращении головки 9 микрометрического винта 6 каретка 4 перемещается по направляющим 10, представляющим собой внутренние плоскости круглой пластины 11, закрепленной на нижнем торце лимба 8. Микрометрический винт 6 имеет грубую 12 и тонкую 13 отсчетные шкалы. Лимб 8 соединен скользящей посадкой с подставкой 14, имеющей форму кольца. Круглая пластина 11 выполняет роль запорного кольца; она обеспечивает постоянный механический контакт между лимбом 8 и подставкой 14. Лимб 8, подставка 14, каретка 4 и пластина 11 могут быть изготовлены из латуни. В качестве смазки подвижных частей может быть использована смесь жидкого масла МС -14 и густой смазки 6-2. Вязкость смазки подбирается опытным путем до получения необходимой чувствительности перемещения. На верхней поверхности лимба 8 нанесена шкала 15 от 0^o до 90^o, к которой примыкает стрелка 16, основание которой закреплено на подставке 14. Шкала 15 предназначена для контроля углового положения миры относительно подставки 14. Рабочее положение фиксируется стопорным винтом 17. В основании подставки 14 имеется паз 18 круглой формы, соединенный посредством патрубка 19 н гибкого вакуумного шланга 20 с ресивером 21, вход которого подключен к воздушному компрессору 22, создающему в ресивере 21 отрицательное давление. Степень воздушного разрежения можно регулировать на пульте управления 23 компрессора 22 и контролировать по манометру 24, которым снабжен ресивер 21. Основание подставки 14 покрыто тонким слоем резины 25.

Рассмотрим методику использования предложенного нами устройства для рентгенометрии на примере тестирования плоского матричного приемника-преобразователя цифрового рентгенодиагностического аппарата.

Плоский матричный детектор 26, например на основе аморфного селена, закреплен на каретке 27 вертикального штатива 28 (фиг.6). Детектор 26 оптически сопряжен с рентгеновским излучателем 29, снабженным световым центратором 30. Рентгеновский излучатель 29 закреплен посредством горизонтальной 31 и вертикальной 32 кареток на штативе 33, основание которого механически связано с напольной поперечной кареткой 34.

Измерительную часть устройства (измерительную головку), содержащую миру пространственного разрешения с группой рентгеноконтрастных штрихов известного калибра, прижимают к поверхности приемника-преобразователя 26 таким образом, чтобы резиновое основание 25 подставки 14 примыкало к поверхности цифрового детектора 26 в зоне интереса (центральная, боковая области входного окна детектора 26). Предварительно резиновое покрытие 25 смазывают жидким вазелином. Удерживая измерительную головку в заданном положении, включают воздушный компрессор 22 и доводят разрежение воздуха в ресивере 21 до величины, например 0,3 атмосферы. Очевидно, что и паз 18 подставки 14, связанный с ресивером 21 гибким вакуумным шлангом 20, будет находиться под тем же разрежением. Отрицательное воздушное давление, создаваемое в пазу 18, будет надежно удерживать измерительную головку на поверхности приемника-преобразователя 26. После этого на пульте управления 23 компрессора 22 устанавливают режим работы, автоматически поддерживающий в ресивере 21 рабочее разрежение. На лимбе 8 устанавливают нулевой отсчет по шкале 15 и фиксируют это положение лимба стопорным винтом 17. При этом ось микрометрического винта 6 и направляющие 10 каретки 4 займут горизонтальное положение.

Включив световой центратор 30, перемещают излучатель 29 в пространстве и добиваются положения, при котором центросветовое перекрестие центратора 30 совместится с центром миры измерительной головки. Рентгенографию миры производят при минимальном напряжении на трубке рентгеновского излучателя 29 согласно технической документации на конкретный аппарат. Электрический сигнал с выхода матричного детектора 26 поступает через операционный усилитель 35 и аналого-цифровой преобразователь 36 в ЭВМ 37, где формируется цифровая матрица рентгеновского изображения миры. Это изображение через цифроаналоговый преобразователь 38 поступает в видеомонитор 39, где и производится его визуальный анализ. Анализируется изображение групп штрихов миры от минимального до наиболее высокого разрешения, которые еще различаются на экране видеомонитора 39. Для исключения случая неоднозначности оценки разрешающей способности матричного приемника-преобразователя, приведенного на фиг.1,а, группу рентгеноконтрастных штрихов высокого разрешения рентгенографируют повторно, после сдвига каретки 4 микрометрическим винтом 6 на четверть периода данной группы штрихов. При необходимости таких снимков может быть выполнено несколько. Для оценки разрешающей способности матричного приемника-преобразователя 26 в вертикальном и диагональном направлениях рентгенография штриховой миры производится после разворота лимба 8 на 90^o и 45^o соответственно.

Анализ рентгеновского изображения миры производится на видеомониторе 39 вышеописанным методом. После завершения операции компрессор 22 выключают и после выравнивания давления в ресивере 21 измерительную головку отделяют от входного окна детектора 26.

Опыт использования опытного образца устройства для рентгенографии показал, что разрешающая способность матричных детекторов цифровых рентгенодиагностических аппаратов в диагональном направлении несколько хуже, чем вдоль строк и столбцов матрицы.

Источники информации 1. Каталог компании "INOVISION" "Diagnostic imaging and radiation therapy catalog", 2000, с. 28 (аналог).

2. Рентгеновские диагностические аппараты. Под ред. Н.Н. Блинова, Б.И. Леонова, -М.: ВНИИИМТ, 2001, т. 2 (аналог).

Формула изобретения

1. Устройство для рентгенометрии, содержащее ряд равных по высоте групп взаимно параллельных рентгеноконтрастных штрихов определенной ширины, закрепленных с шагом, равным ширине штриха, на пластине из материала, слабо поглощающего рентгеновские лучи, отличающееся тем, что пластина с рентгеноконтрастными штрихами закреплена на каретке, соединенной с микрометрическим винтом, ось которого проходит перпендикулярно к рентгеноконтрастным штрихам, а направляющая каретки установлена на лимбе, подвижно соединенном с подставкой, имеющей форму кольца, в основании которой имеется паз круглой формы, соединенный патрубком с источником воздушного разрежения, причем лимб имеет стопорный винт, а основание подставки покрыто тонким слоем резины.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве источника воздушного разрежения используется ресивер, соединенный с компрессором.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединительный патрубок закреплен на боковой поверхности подставки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6