Способ получения рентгеновского изображения рыб

Изобретение используется для получения рентгеновского изображения рыб. Сущность заключается в том, что рыба помещается между источником рентгеновского излучения и приемником рентгеновского изображения, при этом расстояние X1 между источником рентгеновского излучения и рыбой равно длине L рыбы или исследуемой области рыбы и в три раза меньше, чем расстояние X2 между источником рентгеновского излучения и приемником рентгеновского изображения, а диаметр фокусного пятна dфп определяется соответствующим математическим выражением с учетом указанных выше параметров. Технический результат - обеспечение возможности оперативного получения резких, увеличенных в три и более раз изображений рыб, включая кости диаметром 0,05 мм, наиболее значимые для изучения видовых и популяционных аномалий строения их скелета. 8 ил.

 

Заявляемое изобретение относится к области рыбного хозяйства, в частности к способам идентификации рыб, и может быть использовано для выявления видовых и популяционных аномалий строения их скелета.

Из всех известных способов идентификации рыб идентификация по их скелету является наиболее надежной. Для каждого вида рыб существуют свои значимые видовые и популяционные идентификационные признаки различных частей скелета, в том числе черепа, жаберного аппарата, челюстей, зубов, позвоночника, ребер, плавников и т.д. (Фиг.1). При этом наиболее значимые признаки популяционных аномалий скелета заключаются в мелких костях, диаметр которых dk в зависимости от общего размера отдельной рыбы может составлять до 0,05 мм.

В настоящее время для изучения скелетов рыб используются два основных способа: визуальное исследование и рентгенография. Для визуального исследования скелета рыбы необходима ее препарация - отделение от скелета всех мышечных тканей. Эта процедура сложна, трудоемка и не обеспечивает сохранность отдельных костей, в особенности при исследовании рыб малого размера.

Рентгенографический способ изучения скелета в отличие от визуального позволяет обнаруживать те элементы скелета и особенности их строения, которые при препарировании не фиксируются. К достоинствам этого способа относятся также простота, малое время проведения исследования, достоверность получаемых результатов, возможность исследования как живых, так и неживых рыб, а также наличие на рентгеновских снимках дополнительной информации - изображения внутренних органов рыб.

Наиболее близким по технической сущности и получаемому результату является так называемый контактный способ получения рентгеновского изображения рыб, при котором рыба располагается на значительном расстоянии от источника рентгеновского излучения и вплотную (в контакте) к кассете с рентгеновской пленкой (Аминева В.А., Тот А. О применении рентгенографического метода исследования в ихтиологии // Труды Калининградского Технического института рыбной промышленности и хозяйства Министерства рыбного хозяйства. Ихтиология и рыболовство. Калининград, вып. XX, 1968 г., с.200-203).

Вследствие этого размеры рентгеновского изображения рыбы равны ее истинным анатомическим размерам. На Фиг.2 представлена геометрическая схема рентгеновской съемки (а) и получаемое изображение (б). Указанный способ обладает рядом существенных ограничений.

Во-первых, поскольку разрешающая способность человеческого глаза составляет 0,1-0,15 мм (Кишковский А.Н., Тютин Л.А., Есиновская Г.Н. Атлас укладок при рентгенологических исследованиях. - Л.: Медицина, 1987, с.200), для изучения мелких деталей изображения скелета, получаемого на безэкранную рентгеновскую пленку (разрешающая способность R которой позволяет визуализировать кости диаметром 0,05 мм), необходимо увеличить изображение скелета или отдельных его участков не менее чем в три раза с помощью специальных средств - лупы, микроскопа и т.д. Во-вторых, визуализация рентгеновского изображения на рентгеновскую пленку - процесс сложный и трудоемкий, требующий значительных затрат времени, что существенно усложняет сбор и обработку статистической информации об аномалиях скелета. Использование электронных, в том числе цифровых, приемников рентгеновского изображения при контактном способе съемки практически невозможно, так как для визуализации отдельной детали изображения размером 0,05 мм разрешающая способность R приемника должна составлять не менее 10 пар лин./мм. Для сравнения, разрешающая способность R современных приемников рентгеновского изображения не превышает 5-6 пар лин./мм (Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. Н.Н.Блинова: Учебное пособие. - М.: Медицина, 2002 г. - 392 с.).

Задачей заявляемого изобретения является обеспечения возможности оперативного получения резких, увеличенных в три и более раз изображений рыб, включая кости диаметром 0,05 мм, наиболее значимые для изучения видовых и популяционных аномалий строения их скелета.

Для получения технического результата, который заключается в получении рентгеновских снимков высокого качества, в предлагаемом способе получения рентгеновского изображения рыб рыба помещается между источником рентгеновского излучения и приемником рентгеновского изображения, расстояние X1 между источником рентгеновского излучения и рыбой равно длине L рыбы или исследуемой области рыбы и в три раза меньше, чем расстояние Х2 между источником рентгеновского излучения и приемником рентгеновского изображения, диаметр фокусного пятна dфп определяется выражением:

где dk - диаметр наименьшей значимой для идентификации рыбы кости, разрешающая способность приемника изображения составляет не менее 5 пар лин./мм, а диаметр D входного окна приемника изображения определяется выражением:

В отличие от известного способа-прототипа рыба располагается вблизи источника рентгеновского излучения на расстоянии X1, равном длине L рыбы или исследуемой области рыбы (X1=L), и на значительно большем расстоянии Х2 от приемника изображения (Фиг.2). Соотношение указанных расстояний определяет коэффициент увеличения изображения К рыбы в соответствии с выражением:

где X1 - расстояние между источником излучения и рыбой;

Х2 - расстояние между источником излучения и приемником изображения;

L - длина рыбы или исследуемой области рыбы.

С целью уверенного обнаружения кости диаметром 0,05 мм общая нерезкость Н изображения, которая будет определять его разрешающую способность R, должна быть не больше диаметра кости dk:

Общая нерезкость изображения Н рассчитывается по следующему выражению (Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. / Под ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 1980. - Кн. 2. - 382 с.):

где НГ - геометрическая составляющая нерезкости, ;

НD - динамическая составляющая нерезкости;

НЭ - экранная составляющая нерезкости.

При условии съемки неподвижного объекта с увеличением К в три и более раз общая нерезкость изображения Н будет определяться геометрической составляющей НГ, поскольку динамическая составляющая НD=0, а вклад экранной составляющей НЭ незначителен вследствие увеличения изображения. Поэтому выражение для общей нерезкости изображения Н может быть записано следующим образом:

где dфп - диаметр фокусного пятна источника рентгеновского излучения.

Из выражений 1, 2 и 4 может быть определен диаметр фокусного пятна, необходимого для получения резких увеличенных рентгеновских изображений рыб заявляемым способом:

Сущность заявляемого изобретения поясняется следующими графическими материалами:

Фиг.1 - схема скелета рыбы, который состоит из черепа 1, скелета грудного плавника 2, скелета спинного плавника 3, позвоночника 4, скелета хвостового плавника 5, жаберной крышки 6, скелета плечевого пояса 7, скелета брюшного плавника 8, ребер 9, скелета анального плавника 10.

Фиг.2 - геометрическая схема рентгеновской съемки способом-прототипом, а) - схема съемки, б) - получаемое изображение;

Фиг.3 - геометрическая схема рентгеновской съемки заявляемым способом, а) - схема съемки, б) - получаемое изображение;

Фиг.4 - функциональная схема цифровой рентгенодиагностической установки ПРДУ-02 для определения аномалий строения скелета рыб;

Фиг.5 - внешний вид окуня (а), рентгеновские изображения скелета окуня (б) и некоторых его составных частей (в);

Фиг.6-8 - рентгеновские изображения наиболее важных для идентификации и выявления видовых и популяционных особенностей частей скелета разных видов рыб.

Предлагаемый способ съемки реализуется следующим образом (Фиг.3). В качестве источника излучения используется рентгеновский аппарат с диаметром фокусного пятна рентгеновской трубки не более 0,025 мм (25 мкм). Рыбу располагают на расстоянии X1 от фокусного пятна dфп. Величина X1 определяется величиной рыбы или исследуемого участка рыбы L (X1=L). Приемник рентгеновского изображения располагают на расстоянии Х2 от фокусного пятна dфп. Величину расстояния Х2 выбирают в три раза больше, чем расстояние X1. При таком соотношении расстояний изображение будет увеличено в три раза, соответственно размер изображения кости диаметром 0,05 мм составит 0,15 мм и существенно превысит разрешающую способность R современных цифровых приемников рентгеновского изображения (0,1 мм при R=5 пар лин./мм). Минимальный диаметр входного окна приемника изображения D определяют по выражению:

(Следует отметить, что увеличение расстояния Х2 приводит к дальнейшему увеличению изображения рыбы и его разрешающей способности R.)

Приведенные рентгенооптические параметры съемки: диаметр фокусного пятна dфп, расстояния X1 и Х2, разрешающая способность R и диаметр D входного окна приемника рентгеновского изображения взаимосвязаны и только все вместе позволяют достичь поставленного технического результата.

Данный способ реализуется с помощью цифровой рентгенодиагностической установки ПРДУ-02 (Фиг.4). В состав установки входят: рентгенозащитная камера 14 с источником излучения 13, штативным устройством 12, на котором располагается объект съемки (рыба) 17, цифровое устройство для визуализации изображения 11 на основе фотостимулируемого экрана 15 и персональный компьютер 16. В качестве источника рентгеновского излучения 13 установки используется рентгеновский аппарат с диаметром фокусного пятна рентгеновской трубки 20-25 мкм. Штативное устройство позволяет расположить рыбу на расстоянии от фокусного пятна, которое обеспечивает увеличение рентгеновского изображения рыбы в 3-5 раз. В качестве приемника рентгеновского изображения используется система визуализации на основе экрана с фотостимулируемым люминофором - разрешающая способность R=6 пар лин./мм, формат экрана 240×300 мм.

На фиг.6-8 представлены увеличенные рентгеновские изображения разных видов рыб. Снимки позволяют уверенно выявить отличительные особенности отдельных частей скелета, в том числе типичные кости, диаметр которых не превышает 0,05 мм.

Способ получения рентгеновского изображения рыб, при котором рыба помещается между источником рентгеновского излучения и приемником рентгеновского изображения, отличающийся тем, что расстояние X1 между источником рентгеновского излучения и рыбой равно длине L рыбы или исследуемой области рыбы и в три раза меньше, чем расстояние Х2 между источником рентгеновского излучения и приемником рентгеновского изображения, диаметр фокусного пятна dфп определяется выражением:

где dк - диаметр наименьшей значимой для идентификации рыбы кости, разрешающая способность приемника изображения составляет не менее 5 пар лин./мм, а диаметр D входного окна приемника изображения определяется выражением:



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области технической физики, а именно к дефектоскопии с использованием ионизирующего излучения, и наиболее эффективно может быть использовано для определения внутренних дефектов тел сложной конфигурации.

Изобретение относится к области рентгеновского спектрального анализа и может быть использовано для контроля спектров излучения рентгеновских источников, а также для анализа элементного состава и атомарной структуры исследуемых образцов по спектрам их поглощения.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в системах управления технологическими процессами. .

Изобретение относится к области рентгеновской техники. .

Изобретение относится к области криминалистики и судебно-технической экспертизе документов. .

Изобретение относится к области нефтепромысловой геофизики и может быть использовано при исследовании процессов многофазной фильтрации жидкостей, в частности процессов вытеснения нефти агентами из слоисто-неоднородного пласта с определением флюидонасыщенностей терригенных пород.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для изготовления емкостей сжиженных газов, низкотемпературного и криогенного оборудования, установок для получения сжиженных газов, оболочек ракет и емкостей для хранения ракетного топлива из стали 01Х18Н9Т.

Изобретение относится к способам определения концентрации естественной глины в образце керна или глины, проникшей в керн в ходе закачки бурового раствора

Изобретение относится к способам неразрушающего анализа образцов пористых материалов, в частности, оно может быть использовано для анализа распределения остаточной нефти, а также определения концентрации естественной глины в образце керна или глины, проникшей в керн в ходе закачки бурового раствора

Изобретение относится к устройствам для определения пространственно-спектральных характеристик рентгеновского излучения, генерируемого плазменными образованиями, источниками рентгена с широким спектральным диапазоном, и может быть использовано в научных и прикладных задачах, например в области термоядерных исследований или при разработке источников рентгеновского излучения для литографических систем и т.п

Изобретение относится к области рентгенографической техники и может быть использовано при проверке багажа, ручной клади и других объектов контроля во время таможенного и специального досмотра

Использование: для количественного определения насыщенности образцов горной породы. Сущность: заключается в том, что выполняют приготовление образца керна, моделирование пластовых условий в образце керна, совместную фильтрацию минерализованной воды и нефти через образец керна, измерение в процессе фильтрации промежуточной интенсивности рентгеновского излучения, прошедшего через образец, и установление по математическим формулам водонасыщенности, при этом измеряют интенсивность рентгеновского излучения, прошедшего через образец с начальной и конечной водонасыщенностью, получают опорный сигнал, значение остаточной водонасыщенности получают после фильтрационного эксперимента выпариванием воды из образца при температуре 110-160°C, значения начальной, остаточной водонасыщенности и опорного сигнала используют для определения промежуточной водонасыщенности по определенной математической зависимости. Технический результат: уменьшение времени на проведение измерения водонасыщенности пород керна, а также увеличение точности определения значений водонасыщенности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицине, диагностике, оценке эффективности препаратов для лечения остеопороза. Диагностику остеопороза и контроль его динамики проводят рентгенабсорбционным методом на остеометре, причем за диагностический критерий остеопороза принимают наличие полостных образований в трабекулярных отделах костей, по динамике закрытия которых судят об эффективности препарата или препаратов. Способ обеспечивает объективную диагностику остеопороза и оценку эффективности действия препарата или препаратов-остеопротекторов, определение тяжести заболевания не по минеральной плотности, а по наличию полостей в трабекулярных отделах костей. 3 ил., 3 пр.

Изобретение относится к строительству, а именно к способу исследования процесса дисперсного армирования и микроармирования бетонов для повышения их трещиностойкости. Для этого изучают взаимодействие стекловолокна с цементным камнем в течение заданного времени. Предварительно стекловолокно наклеивают на пластиковую пластинку, вкладывают ее в форму для приготовления цементных образцов и заливают цементным тестом. Пластиковую пластинку с приклеенным стекловолокном вкладывают таким образом, чтобы стекловолокно соприкасалось с цементным тестом. После отвердения цементные образцы извлекают из формы и отделяют волокно от пластинки. Затем волокно исследуют с помощью рентгеноспектрального анализа и электронной микроскопии. Способ позволяет определить элементный состав, структуру продуктов взаимодействия волокна с цементным камнем. Кроме того, оценивают стойкость стекловолокна по сравнению диаметра стекловолокна после испытания с диаметром исходного волокна. Изобретение позволяет сравнивать применение стекловолокон различного состава в качестве армирующих материалов. 7 ил.

Использование: для определения пространственного распределения в керновом материале эффективного порового пространства. Сущность изобретения заключается в том, что в образец керна закачивают контрастное рентгеновское вещество, сканируют образец посредством рентгеновской томографии, получают гистограммы. Способ отличается тем, что в качестве контрастного рентгеновского вещества в образец керна закачивают смесь желатина и йодосодержащего вещества в концентрации не менее 10 процентов по массе приготовляемого раствора. Технический результат: повышение точности определения пространственного распределения в керновом материале эффективного порового пространства, а также обеспечение возможности изучения структурных особенностей керна после химических или физических воздействий. 2 ил.

Использование: для измерения уровня зольности биологического материала автоматическим или полуавтоматическим способом. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает этапы сканирования биологического материала электромагнитным излучением на по меньшей мере двух уровнях энергии; определения объема излучения, переданного через указанный образец биологического материала на указанных уровнях энергии и оценки уровня влажности биологического материала на основе соотношения между указанным определенным объемом излучения, переданного через биологический материал на указанных уровнях энергии. Затем оценивается уровень зольности биологического материала на основе указанной оценки уровня влажности биологического материала и средних коэффициентов ослабления для биологического материала в отсутствие влажности, коэффициентов ослабления для горючей части биологического материала и коэффициентов ослабления для золы в биологическом материале при указанных уровнях энергии. Также раскрывается соответствующее устройство. Технический результат: обеспечение точной оценки уровня влажности образца материала в широком диапазоне значений. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

Способ получения рентгеновского изображения рыб

Наверх