Аналоговое устройство восстановления трансаксиального изображения и способ восстановления этого изображения

 

Союз Советскик

Соцналнстическмк

Ресттублик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ПИЛЬСТВУ

<ц855455 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 0207.79 (2! ) 2789530/18-25 с присоединением заявки йЯ(Я)М. Кл.З

С 01 N 23/06

ГосударствеииыЯ комитет

СССР оо делам изобретеииЯ в открытиЯ (23) Приоритет (53) УДИ 821.387 (088. 8) Опубликовано 15.08.81. бюллетень N9 30

Дата опубликования описания 15.0881 (72) Авторы изобретения

В.В. Латьваев и P.Ì. Седлецкий (71) Заявитель (54 ) AHMlOPOBGE УСТРОЙСТВО ВОССТАНОВЛЕНИЯ

TPAHCAKCHAJlbHOI О ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОСОБ

ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭТОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ

Изобретение относится к технике медицинской рентгенологии, а более конкретно - к устройствам машинной томографии, формирующим изображения трансаксиальных (поперечных) сечений тела пациента в рентгеновских лучах.

Известны трансаксиальные томографы, состоящие из устройства получения и записи рентгеновских проекций выбранного сечения под разными углами и устройства восстановления изображения по этим проекциям f,l}.

Однако устройства, использующие цифровые методы восстановления, имеют в своем составе специализированные вычислительные ЭВМ, предназначенные для переработки огромных массивов исходных данных и -по этой причине имеют большую стоимость. Этот недостаток может быть устранен за счет использования аналоговых устройств восстановления изображения.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство, содержащее кассету с синограммой.и блок развертки, подключенный к электроннолучевому индикатору. Устройство имеет вращающийся в двух плоскостях просвечивае- мый цилиндр, на котором закрепляется пленка с записанными на ней данными о проекциях - синограмме. Для обеспечения фильтрации и восстановления изображения имеется полупрозрачное зеркало, разбивающее свет на два пучка, карый иэ которых проходит через соответствующим образом подобранную маску для обеспечения биполярной функции пропускания. На выходе оптических каналов установлены фотоприемники, подключенные к электроннолучевому индикатору (ЭЛИ) со спиральной разверткой. Для синхронизации вращения барабана н развертки.

11 имеется блок синхрониэации. Повышение быстродействия и удешевление конструкции достигается за счет оптической фильтрации с помощью масок.

Способ работы известного устрой2() ства включает обработки синограмваа путем фильтрации изображения на пленке, формирование спиральной развертки ЭЛИ и яркостную модуляцию луча.

Предполагается просвечивание синограммы, закрепленной на цилиндричес,ком барабане, вращающемся в двух плоскостях, расщепление полученного светового потока на два пучка, обработка их с помощью специально подобранных масок, интегрирование светоФ

655455 вых пучков и вычитание. Изображение воспроизводится на экране ЭЛИ, спиральная развертка которого синхронизирована с вращением барабана (2).

Недостатком этого устройства является наличие сложной механической системы вращения просвечиваемого барабана в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, сложность синхронизации механического вращения с электронной разверткой индикатора.

Недостатком способа является сложность и большое время восстановления иэображения.

Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение быстродействия.

Укаэанная цель достигается. тем, что в известном устройстве восстановления трансаксиального иэображения, содержащем кассету с синограммой и блок развертки, подключенный к ЗЛИ на одной оптической оси последовательно установлены ЭЛТ, подключенная к блоку развертки, кассета с синограммой и линейка фотодиодов, выходы которых через сумматор соединены с

ЭЛИ °

В способе восстановления трансаксиального изображения, включающем обработку синограммы путем фильтрации изображения на пленке, формирование спиральной развертки ЭЛИ и яркостной модуляции луча, обработку синограммы осуществляют просвечиванием пленки. изображением светящейся синусокды с последующим интегрированием светового потока с помощью теневого коррелятора и весовым суммированием выходных сигналов фотодиодов.

В изобретении сигнал яркостной модуляции формируется без исполь» зоэания механических вращающихся элементов. Вместо просвечивания пленки на вращающемся барабане используется просвечивание плоской синограм мы светящимся на экране ЭЛТ отрезком синусоиды. Вращение барабана эквивалентно периодическому линейно" му изменению амплитуды и фазы светящегося отрезка.

На чертеже представлено предлагаемое уотройство восстановления транс аксиального иэображения.

Устройство содержит блок 1 развертки, к которому подключена ЭЛТ 2, последовательно с которой вдоль опти ческой оси установлены кассета 3 с синограммой и линейка 4 фотодиодов, выходы последних через сумматор 5 токов подключены ЭЛИ индикатору б.

Восстановление иэображения по данному способу fl1,9), представленного в полярных координатах r,9, своДится к вычислению двойного интвг рала р,e) н(х}с1х с„,(соь(в-Ф}- }сФ () . В где р (" ) — проекция исследуемого сечения под углом р, (х) Функция фильтрации.

Сочетание ЭЛТ, синогр и фотоэлемента образует теневой корреля тор. В случае, когда на экране ЭЛТ высвечивается половина периода синусоиды с амлитудой г и начальной фазой 6 теневой коррелятор осуществляет,операцию вычисления внутренне р го интеграла в % (х}= f r (соъ(в-e)-х1с(Р, о где координата - x определяется положением фотоэлемента относительно оптической оси устройства.

Для вычисления внешнего интегратора (1) необходима вертикально расположенная линейка фотоэлементов, на выходе которых получаем совокупность

Я интегралов 1 (xl) для различных значений х при фиксированных параметрах r и 9 . Операция умножения внутренних интегралов 1(x,) на фильтрующую функцию + {х„ ) осуществляется подбором соответствующих значений весовых коэффициентов в сумматоре 5 токов. Взвешенное суммирование выходов фотоэлементов позволяет приблизительно вычислить внешний кнтегЗ,» рал (1). Качество приближения зависит от числа фотоэлементов и расстояния между ними. Чтобы нв ухуд" шать качества иэображения, желательно выбрать это расстояние и число фотоэлементов, исходя из минимального элемента разрешения в восстанавливаемом изображении. Так, если размер проекции синограю ы на плоскость размещения фотоэлементов О, а

h - -элемент размещения, то число

46 фотоэлементов равно и=

Э

С другой стороны, так как диаметр фотоэлементов конечен, то размер проекции синограммы на плоскость

® может быть подобран соответствующкм выбором расстояний между экраном

MLT, синограммой и плоскостью размещения фотоэлементов. Ясно, что при выборе этих расстояний следует также

М учитывать яркость свечения трубки к чувствительность фотоэлементов.

Весовыв коэффициенты при суммировании выходных сигналов фотоэлементов должны быть связаны с их pac- .

j5 положением относительно оптической оск, и.интервалом Ь . Так для фотоэлемента, установленного на оси, этот ввс равен Ь =4/Ь, или пропорционален этой величине. Для фото@» элементов, расположенных по вертикали от оптической оси на расстоянии .ЙЬ веса равны или пропорциональны величинам

1 =1i =--(4- 1,5 ú);

855455

Составитель Б. Пчелов

Редактор Н. Воловик Техред Л. Пекарь

Корректор С. Корниенко

Тираж 907 Подпис ное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6894/59

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

lf (i +1 и =6 .:--(--Ь. ), для четных1

b< 2 л-л л . (+

+ *. =- - 4-(-о,5)En . л-ю Ь

-(а+О,25)Ь - „1- для .нечетных

Коэффициент пропорциональности, от которого зависит яркость восстановленного иэображения, для всех фотоэлементов должен быть одинаков.

С вйхода сумматора 5 токов сигнал поступает на яркостный электрод

ЭЛИ 6. Изображение на индикаторе восстанавливается в полярных координатах (1,9) с помощью спиральной развертки: отклонение луча от центра трубки по радиусу пропорционально амплитуде синусоиды на экране трубки

2, а смещение по углу 9 пропорционально фазе. Эта синхронизация осуществляется в блоке 1 развертки. Полный цикл спиральной развертки дает вос- 20 становленное изображение.

ВВедение электроннолучевой трубки с развертывающейся синусоидой и линейки светодиодов с сумматором токов позволяет полностью исключить ф всякие вращающиеся части, что упрощает конструкцию, удешевляет ее стоимость и повышает надежность в эксплуатации.

Формула изобретения ЗО

1. Аналоговое устройство восстановления трансаксиального изображения, содержащее кассету с синограммой и блок развертки, подключенный к электроннолучевому индикатору ЭЛИ, . о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения быстродействия в нем на одной оптической оси последовательно установлены электроннолучевая трубка, подключенная к блоку развертки, кассета с сннограммой и линейка фотодиодов, выходы которых через сумматор токов соединены с ЭЛИ.

2. Способ no n. 1, включающий обработку синогранвы путем фильтрации изображения на пленке, формирования спиральной развертки ЭЛИ и яркостной модуляции луча, о т л ич а ю шийся тем, что обработку сннограмяы осуществляют просвечиванием пленки изображением светящейся синусоиды с последующим интегрированием светового потока с помощью теневого коррелятора и весовым сумМированием выходных сигналов фотодиодов.

Источни си информации у принятые во внимание при экспертизе

1 ° Скаддер Г. Дж. ВвЕдение в машинную томографию. ТИИЭР, т. бб, В 6, 1978, с» 5-17.

2. Баррет Х.X. и Суинделл У. Аналоговые методы восстановления вида объекта при трансаксиальной томографии. ТИИЭР, т ° 65 ° 9 lg 1977 с»123 (прототип).