Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора



Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора
Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора
Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора
A61B6/032 - Приборы для радиодиагностики, например комбинированные с оборудованием для радиотерапии (рентгеноконтрастные препараты A61K 49/04; препараты, содержащие радиоактивные вещества A61K 51/00; радиотерапия как таковая A61N 5/00; приборы для измерения интенсивности излучения, применяемые в ядерной медицине, например измерение радиоактивности живого организма G01T 1/161; аппараты для получения рентгеновских снимков G03B 42/02; способы фотографирования в рентгеновских лучах G03C 5/16; облучающие приборы G21K; рентгеновские приборы и их схемы H05G 1/00)

Владельцы патента RU 2694331:

Акционерное общество "Научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации" (АО "НИИТФА") (RU)

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к двухэнергетической томографии. Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке включает формирование посредством рентгеновского аппарата направленного потока рентгеновского излучения через тело пациента, разделение прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрацию прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения, обработку данных с детектора после завершения экспонирования и получения томограммы, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате этих пикселей при получении томограммы. Устройство содержит рентгеновский аппарат, фильтр, выполненный с возможностью разделения прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра, и плоскопанельный детектор рентгеновского излучения, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения. Использование изобретений позволяет устранить необходимость синхронизировать работу фильтра с питающим рентгеновским устройством, при упрощении конструкции фильтра. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к радиационным методам контроля и используется для неразрушающего послойного исследования внутреннего строения объекта контроля и получения информации о плотности и атомном составе.

Известны технологии, алгоритмы и средства проекционного просвечивания и получения томограммы объекта исследования в двухэнергетическом диапазоне, например, промышленный рентгеновский томограф в коническом пучке с использованием детекторов с различными сцинтилляторами - DRZ-Plus Gd2O2S:Tb и CsI:Tl, получающих проекционные данные поочередно и при разных напряжениях на рентгеновской трубке и отличающихся комбинациях фильтров [1].

Известен способ получения проекционных данных при различных напряжениях на рентгеновской трубке - 70 кВ и 120 кВ, при этом детектор не меняется, а получение данных также является поочередным - сначала делается томограмма на 70 кВ, а затем на 120 кВ [2].

Известен способ получения данных с использованием различных фильтров, позволяющих получить томограммы при разных спектрах рентгеновского излучения [3].

За прототип взята система, в которой используется фильтр секторальной формы, расположенный перед выходным окном рентгеновской трубки, при этом происходит вращение фильтра по заранее заданному алгоритму, что позволяет получать поочередно потоки рентгеновского излучения с различной средней энергией [4].

Недостатками прототипа являются необходимость устанавливать перед рентгеновской трубкой дополнительное устройство, что влечет за собой увеличение габаритов излучателя. Наличие дополнительного устройства влечет необходимость контролировать синхронность вращения с импульсами рентгеновской трубки.

Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструктивного исполнения фильтра и устранение необходимости синхронизировать работу фильтра с питающим рентгеновским устройством.

Указанный технический результат достигается за счет разделения низкоэнергетической и высокоэнергетической составляющих рентгеновского спектра, поглощенного в детекторе, благодаря тому, что профиль системы фильтрации прошедшего излучения создает такой поток излучения, что часть пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, а другая половина пикселей регистрирует излучение, прошедшее через фильтр. При этом должно обеспечиваться условие, что комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей, регистрирующих излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и двух пикселей, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр.

Для реализации способа представлена схема устройства (фиг. 1 и 2), содержащего: рентгеновский аппарат 1, создающий направленный поток рентгеновского излучения 2 изучаемой области тела пациента 3, через которое проходит направленный поток рентгеновского излучения, плоскопанельный детектор рентгеновского излучения 5 с закрепленным на его торце фильтром 4, расположенным на минимально возможном расстоянии до сцинтиллятора и перекрывающим половину пикселей детектора в шахматном порядке (фиг. 2а) или в виде параллельных ламелей (фиг. 2b).

Устройство работает следующим образом: объект контроля 3 располагается в исходном положении, после чего рентгеновский аппарат 1 создает поток рентгеновского излучения, направленный на объект контроля. Прошедшее сквозь объект излучение попадает на фильтр рентгеновского излучения 4. Часть излучения, а именно, низкоэнергетическая составляющая спектра, поглощается в фильтре. В дальнейшем детектор рентгеновского излучения 5 осуществляет детектирование всего поля рентгеновского излучения, как прошедшего, так и не прошедшего через фильтр. В процессе сбора данных объект контроля или детектор с рентгеновским аппаратом вращаются вокруг оси объекта контроля для получения проекций с различных углов, позволяя математической обработкой получить томограмму.

После завершения экспонирования происходит обработка данных с детектора. Суть обработки данных заключается в следующем: берутся данные с четырех близлежащих пикселей, два из которых регистрируют излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, т.е. полный спектр излучения (группа 1), а два других пикселя регистрируют излучение после взаимодействия с фильтром, т.е. высокоэнергетическую часть спектра излучения (группа 2). Далее происходит сложение сигналов в каждой из групп пикселей и вычитание сигнала второй группы пикселей из первой, что дает информацию о низкоэнергетической составляющей спектра. Информация о низкоэнергетической составляющей спектра, полученной в группе из четырех пикселей, приписывается к средней координате этих пикселей.

Литература

[1] «Dual-energy cone-beam CT with a flat-panel detector: Effect of reconstruction algorithm on material classification)). W. Zbijewski G.J. Gang, J. Xu, A.S. Wang, J.W. Stayman, K. Taguchi, J.A. Carrino, and J.H. Siewerdsen. Med Phys. 2014 Feb; 41(2):021908. DOI: 10.1118/1.4863598

[2] «Dual-energy imaging method to improve the image quality and the accuracy of dose calculation for cone-beam computed tomography)). Kuo Men Jianrong Dai, Xinyuan Chen, Minghui Li, Ke Zhang, Peng Huang. Phys Med. 2017 Apr;36:l 10-118. DOI: 10.1016/j.ejmp.2017.03.023.

[3] «Dual-energy imaging method to improve the image quality and the accuracy of dose calculation for cone-beam computed tomography)). Kuo Men, Jianrong Dai, Xinyuan Chen, Minghui Li, Ke Zhang, Peng Huang. Phys Med. 2017 Apr; 36:110-118. DOI: 10.1016/j.ejmp.2017.03.023

[4] «Portable radiographic X-ray peripheral bone density and imaging systems and methods». Ma George W. US 9211100 B2

1. Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке, включающий формирование посредством рентгеновского аппарата направленного потока рентгеновского излучения через тело пациента, разделение прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрацию прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения, обработку данных с детектора после завершения экспонирования и получения томограммы, отличающийся тем, что фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате этих пикселей при получении томограммы.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее рентгеновский аппарат, фильтр, выполненный с возможностью разделения прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра, и плоскопанельный детектор рентгеновского излучения, отличающееся тем, что фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, выполнен с возможностью поглощения низкоэнергетической составляющей рентгеновского спектра и перекрытия половины пикселей детектора рентгеновского излучения в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, при этом детектор установлен таким образом, что половина его пикселей регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, и выполнен таким образом, что обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению керамического материала для использования в составе замедлителя нейтронов для нейтронозахватной терапии. Предложен спеченный компакт фторида магния дискообразной формы, имеющий сквозное отверстие, ось которого совпадает с осью спечённого компакта, и не содержащий трещин или сколов.

Изобретение относится к замедлителю нейтронов, используемому для нейтронозахватной терапии. Замедлитель нейтронов получают путём наложения и соединения дискообразных деталей, спеченных из порошка фторида магния, которые не имеют трещин и сколов, а имеют высокую относительную плотность.

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к криогенному фланцевому разъемному соединению для шарикового холодного замедлителя нейтронов, и предназначено для транспортировки веществ в любых агрегатных состояниях при криогенных температурах по транспортному трубопроводу в рабочую камеру холодного замедлителя нейтронов ядерного исследовательского реактора.

Изобретение относится к формирователю пучка с опцией поляризатора для установки малоуглового рассеяния нейтронного пучка. В заявленной установке предусмотрена компактная конструкция поляризатора за счет того, что пластины из слабопоглощающего нейтроны материала выполнены в виде ломаных асимметричных каналов, образующих стопку из "N" каналов.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам рентгеновской фазоконтрастной визуализации. Система содержит источник рентгеновского излучения, схему детектирования и схему решеток.

Изобретение относится к области формирования пучка нейтральных частиц, используемых при исследованиях, в области термоядерного синтеза, обработки материалов. Инжектор пучка нейтральных частиц на основе отрицательных ионов, содержащий источник ионов, ускоритель и нейтрализатор для того, чтобы формировать пучок нейтральных частиц приблизительно в 5 МВт с энергией приблизительно в 0,50-1,0 МэВ.

Изобретение относится к средствам нейтронной рефлектометрии. Устройство содержит: монохроматор, фильтр, выделяющий определенную длину волны, формирователь монохроматического пучка, состоящий из зеркального поляризатора, зеркального дефлектора, коллимационную систему, спин-флиппер.

Заявленное изобретение относится к генераторам быстрых моноэнергетических нейтронов. В заявленном устройстве предусмотрено использование алмазной кристаллической структуры, поверхность которой облучается ускоренным до нескольких десятков кэВ пучком ионов дейтерия, в качестве мишеней-конвертеров.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано для ускорения пучков ионов в диапазоне энергий, где используются известные ускоряющие структуры с трубками дрейфа на виде колебаний π.

Изобретение относится к области изучения свойств частиц биологической ткани и предназначено для удерживания частиц или манипулирования ими путем создания оптической ловушки (лазерного пинцета).

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционного кристаллического материала для детекторов излучения, используемых для приборов позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), рентгеновской компьютерной томографии (КТ), различных радиметров в области физики высоких энергий, ресурсодобывающих приборов.

Изобретение относится к технологии получения сцинтилляционного кристаллического материала для детекторов излучения, используемых для приборов позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), рентгеновской компьютерной томографии (КТ), различных радиметров в области физики высоких энергий, ресурсодобывающих приборов.

Группа изобретений относится к области формирования рентгеновских изображений в многокадровом режиме. Рентгеновская система содержит источник рентгеновского излучения; детектор изображения; монитор; устройство ввода, выполненное с возможностью предоставления координат, относящихся к рентгеновскому изображению, отображаемому на мониторе; контроллер, соединенный с устройством ввода, причем контроллер выполнен с возможностью определения по меньшей мере одной области исследования (ОИ) на отображаемом изображении на основании координат, предоставленных указанным устройством ввода; коллиматор, выполненный с возможностью подвергать различные зоны пациента различным уровням излучения в соответствии с определенной областью исследования (ОИ); блок обработки изображений, соединенный с детектором и монитором, причем блок обработки изображений выполнен с возможностью обработки изображения, фиксируемого посредством коллиматора, путем коррекции по меньшей мере одной части изображения, находящейся за пределами одной ОИ, в соответствии с ранее полученными данными, содержащими часть изображения, которая находилась в одной бывшей ОИ, используя функцию коррекции тона.

Изобретение относится к области измерений активности радионуклидов радиометрическими методами. Способ определения активности радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала отличается тем, что определение градуировочного коэффициента проводят с использованием типового радиометра (радиометра-дозиметра) и гамма-спектрометра, а также по результатам измерения пробы с конкретного рабочего места и активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, определяют по формуле А=(nр-nф)⋅Кр⋅(nмр-nфр)/(nм-nф), где А - активность радионуклидов, инкорпорированных в кожные покровы рук персонала, Бк; nр - скорость счета на гамма-спектрометре от поверхности кожного покрова руки, имп.⋅мин-1; nф - фоновая скорость счета на гамма-спектрометре в месте проведения измерений, имп.⋅мин-1; Кр - переводной коэффициент от единиц измерения радиометра в Бк; nмр - показания радиометра от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте; nфр - показания фона радиометра в месте проведения измерений; nм - скорость счета от сухого мазка, взятого на конкретном рабочем месте, определенная на гамма-спектрометре, имп.⋅мин-1.

Изобретение относится к сцинтиллятору, который может быть использован в качестве детектора рентгеновского излучения в медицине, при досмотре вещей в аэропортах, досмотре грузов в портах, в нефтеразведке.

Изобретения относятся к системам и способам диагностической визуализации. Тайл содержит массив детекторов излучения для позитронно-эмиссионной томографии (PET), которые выполнены с возможностью формирования сигналов в ответ на прием событий излучения, и соответствующие электронные элементы; крепление, выполненное с возможностью установки тайла на крепежной конструкции с охлаждением с возможностью теплового обмена с ней и выполненное с возможностью размещения установочной поверхности тайла относительно крепежной конструкции с охлаждением.

Изобретение относится к лучевой терапии, а в частности к гарантии механического и дозиметрического качества в лучевой терапии. Прибор для унификации контроля качества механических и дозиметрических измерений в реальном времени в лучевой терапии содержит корпус, поверхность формирования изображения для приема множественных источников энергии, множественные источники энергии, включающие в себя оптические источники света и поля излучения; механизм для поворота, непосредственно соединенный с корпусом, так что поверхность формирования изображения вращается вокруг оси через изоцентр медицинского ускорителя, камеру для измерения и регистрации данных, связанных с множественными источниками энергии, при этом камера стационарна по отношению к поверхности формирования изображения; и систему зеркал, размещенных в корпусе, для направления множественных источников энергии от поверхности формирования изображения к камере.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к комбинированным системам получения изображений. .

Изобретение относится к медицине, а именно, к стоматологии, лучевой и инструментальной диагностикам, и может быть использовано для комплексной диагностики окклюзии у пациентов.

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к двухэнергетической томографии. Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке включает формирование посредством рентгеновского аппарата направленного потока рентгеновского излучения через тело пациента, разделение прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрацию прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения, обработку данных с детектора после завершения экспонирования и получения томограммы, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате этих пикселей при получении томограммы. Устройство содержит рентгеновский аппарат, фильтр, выполненный с возможностью разделения прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра, и плоскопанельный детектор рентгеновского излучения, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения. Использование изобретений позволяет устранить необходимость синхронизировать работу фильтра с питающим рентгеновским устройством, при упрощении конструкции фильтра. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх