Способ определения размера фокусного пятна рентгеновской трубки

Использование: для измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют просвечивание рентгеновским излучением тест-объекта, прием детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразование его в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, причем просвечивание проводят неоднократно, первое просвечивание проводят при контактном расположении на детекторе тест-объекта, представляющего собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определенным числом полос одинаковой ширины на единицу длины тест-объекта в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется, и по полученному контактному изображению определяют разрешающую способность детектора Rn, которая будет соответствовать паре наиболее тонких линий, различаемых на изображении, а последующие просвечивания выполняют при постепенном удалении тест-объекта от детектора и приближении его к рентгеновской трубке до того момента, когда на рентгеновском изображении будет различаться максимальное число линий, далее измеряют расстояния от рентгеновской трубки до тест-объекта f1 и от тест-объекта до детектора f2, вычисляют оптимальный коэффициент увеличения изображения mo как отношение суммы расстояний от рентгеновской трубки до тест-объекта и от тест-объекта до детектора к расстоянию от рентгеновской трубки до тест-объекта и далее определяют размер фокусного пятна d по определенному математическому выражению. Технический результат: обеспечение возможности сокращения времени измерения фокусного пятна. 2 ил.

 

Изобретение относится к рентгеновской технике и может быть использовано для измерения размеров эффективного фокусного пятна рентгеновских трубок.

Из уровня техники известен способ измерения размеров микрофокусных пятен рентгеновских трубок (New measurement methods of focal spot size and shape of X-ray tubes in digital radiological applications in comparison to current standards. K. Bavendiek, U. Ewert, A. Riedo, U. Heike, U. Zscherpel. - 18th World Conference on Nondestructive Testing, 16-20 April 2012, Durban, South Africa), в котором предлагается интегрирование линейного профиля изображения тест-объекта, а в качестве тест-объекта использовать стандартизированный индикатор качества изображения, представляющий из себя металлическую пластину с отверстием. Недостатком данного способа является недостаточная точность измерения размеров фокусного пятна.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является Способ измерения размеров эффективного фокусного пятна микрофокусных рентгеновских трубок (патент RU №2674567, опубл. 11.12.2018) сущность которого заключается в том, что выполняются просвечивание рентгеновским излучением тест-объекта, прием детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразование излучения в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, при этом полученные линейные профили рентгеновского цифрового изображения тест-объекта подвергаются дифференцированию с последующим получением графиков дифференцированных линейных профилей по осям X и Y, используемых для дальнейших вычислений; по результатам вычислений за одно исследование определяются несколько промежуточных значений размера микрофокусного пятна рентгеновской трубки по оси X и несколько значений по оси Y, что дает возможность определить среднее значение размера микрофокусного пятна и разброс значений в процентах; при этом тест-объект выполняется в виде крестообразной комбинации нескольких металлических объектов, находящихся в одной плоскости, имеющих проекцию круговой формы на эту плоскость, имеющих одинаковый диаметр и разнесенных друг от друга на конечные расстояния, сравнимые с диаметром объекта; в частности в качестве тест-объекта могут применяться четыре или пять металлических шариков одного диаметра, закрепленных на общем основании, а также четыре или пять сквозных отверстий одного диаметра в тонкой металлической пластине; для обеспечения позиционирования тест-объекта на изображении он снабжен меткой в виде свинцовой буквы.

Недостатком прототипа является использование дорогостоящего тест-объекта и сложного математического вычисления для определения размера фокусного пятна по положению изображения тест-объекта. В результате увеличивается время измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки, а также происходит удорожание процесса измерения.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является определение размеров фокусного пятна рентгеновской трубки и получение технического результата, заключающегося в сокращении времени измерения фокусного пятна, а также удешевлении процесса измерения.

Для получения указанного технического результата в способе измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки, заключающемся в просвечивании рентгеновским излучением тест-объекта, приеме детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразовании его в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, просвечивание проводят неоднократно, первое просвечивание проводят при контактном расположении на детекторе тест-объекта, представляющего собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определенным числом полос одинаковой ширины на единицу длины тест-объекта в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется, и по полученному контактному изображению определяют разрешающую способность детектора Rn, которая будет соответствовать паре наиболее тонких линий различаемых на изображении, а последующие просвечивания выполняют при постепенном удалении тест-объекта от детектора и приближении его к рентгеновской трубке до того момента, когда на рентгеновском изображении будет различаться максимальное число линий, далее измеряют расстояния от рентгеновской трубки до тест-объекта f1 и от тест-объекта до детектора f2, вычисляют оптимальный коэффициент увеличения изображения mo, как отношение суммы расстояний от рентгеновской трубки до тест-объекта и от тест-объекта до детектора к расстоянию от рентгеновской трубки до тест-объекта и далее определяют размер фокусного пятна d по выражению:

Сущность заявляемого способа поясняется с помощью графических материалов, где на фиг. 1 изображена схема реализации способа, а на фиг. 2 - тест объект «мира пространственного разрешения».

Способ реализуется следующим образом.

Рентгеновская трубка (РТ) 1 с фокусным пятном d и цифровой детектор (ЦД) 2, который принимает рентгеновское излучение и преобразует его в цифровое рентгеновское изображение, располагаются друг напротив друга. Ось пучка рентгеновского излучения, генерируемого РТ1, направляется в центр ЦД2, перпендикулярно его плоскости (фиг. 1).

На оси пучка в пространстве между РТ1 и ЦД2 располагается тест-объект (ТО) 3 - мира пространственного разрешения. Расстояние от РТ1 до ТО3 составляет ƒ1, расстояние от ТО3 до ЦД2 составляет ƒ2. Суммарное расстояние (ƒ12) между РТ1 и ЦД2 с целью исключения влияния конечных размеров фокусного пятна на результат измерения разрешающей способности по меньшей мере в 105 раз превышает ожидаемый размер фокусного пятна рентгеновской трубки d.

Тест-объект 3 представляет собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определенным числом полос одинаковой ширины на единицу длины ТО3 в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется (фиг. 2). Этот параметр ТО3 обозначается как частота [мм-1]. Для тест-объекта миры пространственного разрешения, представленного на фиг. 2, частота соответствует 0,7 мм-1-5,0 мм-1 (Блинов Н.Н. Основы рентгенодиагностической техники / Под ред. Н.Н. Блинова: Учебное пособие. - М.: Медицина, 2002. 392 с.). Использования стандартного тест-объекта значительно удешевляет процесс измерения.

ТО3 для определения размеров фокусного пятна выбирают из условия: суммарная ширина пары 2t наиболее тонких полос ТО3, должна быть меньше размера (ширины) пикселя Т [мм] детектора.

На первом этапе измерений выполняют контактный цифровой рентгеновский снимок ТО3. Для этого, ТО3 располагается вплотную к плоскости ЦД2. Расстояние ТО3 - рентгеночувствительная плоскость ЦД2 выбирается минимально возможным и обычно составляет несколько мм. В этом случае коэффициент увеличения рентгеновского изображения m линий ТО3, который определяется из выражения:

приблизительно равен 1.

По полученному рентгеновскому изображению ТО3, которое представляет собой последовательность пар темных и светлых полос переменной ширины, определяют разрешающую способность детектора Rn. В соответствии с выражением:

Rn обратно пропорциональна суммарной ширине пары 2t наиболее тонких, из различимых на изображении, полос.

На втором этапе выполняют цифровые рентгеновские снимки ТО3 с увеличением изображения. Для этого ТО3 постепенно удаляют от ЦД2 и приближают к рентгеновской трубке 1.

На увеличенных рентгеновских изображениях ТО3 снова определяют суммарную ширину пары наиболее тонких из различимых полос. С ростом коэффициента увеличения m на рентгеновском изображении ТО3 будут различаться все более тонкие линии. Это свидетельствует об увеличении суммарной разрешающей способности RΣ рентгенографической системы. Однако при некотором оптимальном коэффициенте увеличения mo будет достигнут предел увеличения суммарной разрешающей способности RΣmax. С дальнейшим ростом коэффициента увеличения т суммарная разрешающая способность рентгенографической системы RΣ начнет снижаться.

По полученным результатам измерений: Rn - на первом этапе и mo - на втором этапе в соответствии с выражением

рассчитывается размер фокусного пятна рентгеновской трубки d.

В результате осуществления данного способа, значительно сокращается время измерения фокусного пятна, а также удешевляется процесс измерения.

Способ измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки, заключающийся в просвечивании рентгеновским излучением тест-объекта, приеме детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразовании его в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, отличающийся тем, что просвечивание проводят неоднократно, первое просвечивание проводят при контактном расположении на детекторе тест-объекта, представляющего собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определенным числом полос одинаковой ширины на единицу длины тест-объекта в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется, и по полученному контактному изображению определяют разрешающую способность детектора Rn, которая будет соответствовать паре наиболее тонких линий, различаемых на изображении, а последующие просвечивания выполняют при постепенном удалении тест-объекта от детектора и приближении его к рентгеновской трубке до того момента, когда на рентгеновском изображении будет различаться максимальное число линий, далее измеряют расстояния от рентгеновской трубки до тест-объекта f1 и от тест-объекта до детектора f2, вычисляют оптимальный коэффициент увеличения изображения mo как отношение суммы расстояний от рентгеновской трубки до тест-объекта и от тест-объекта до детектора к расстоянию от рентгеновской трубки до тест-объекта и далее определяют размер фокусного пятна d по выражению



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве портативного средства поиска и определения направления на источник фотонного излучения по двум угловым координатам в телесном угле 2π стерадиан.

Изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при радиационном мониторинге в качестве портативного средства поиска и определения направления на источник фотонного излучения по двум угловым координатам в телесном угле 2π стерадиан.

Изобретение относится к области радиационного контроля (РК). Сущность изобретения заключается в том, что способ обнаружения и локализации подвижных источников ионизирующих излучений (ИИИ) в зоне контроля дополнительно содержит этапы, на которых располагают УД таким образом, чтобы контрольная полуплоскость - продолжение биссекторной плоскости упомянутого двугранного угла - пересекала траекторию перемещения контролируемых объектов в зоне контроля, вырабатывают сигнал «ОБНАРУЖЕНИЕ» при выполнении условия |Δn(t)|>Кэф⋅|±3 σ(tb)|, где Кэф>1 - коэффициент эффективности критерия обнаружения, σ(tb) - среднеквадратическое отклонение сигнала Δn(tb), усредняемого за время tb, достаточное для получения статистики требуемого качества, в интервалах времени, когда отсутствует сигнал об обнаружении, определяют по знаку сигнала Δn(t) сторону, с которой приближается объект контроля с обнаруженным ИИИ, вычисляют максимум модуля скорости изменения разностного сигнала max|dΔn(t)/dt|1 до смены ее знака и max|dΔn/dt|2 - после смены и вырабатывают сигнал «ЛОКАЛИЗАЦИЯ» (момент времени пересечения обнаруженным источником зоны контроля) после смены знака разностного сигнала Δn(t) и при выполнении условия max|dΔn(t)/dt|2 > max|dΔn(t)/dt|1.

Изобретение относится к области радиационного контроля (РК). Сущность изобретения заключается в том, что способ обнаружения и локализации подвижных источников ионизирующих излучений (ИИИ) в зоне контроля дополнительно содержит этапы, на которых располагают УД таким образом, чтобы контрольная полуплоскость - продолжение биссекторной плоскости упомянутого двугранного угла - пересекала траекторию перемещения контролируемых объектов в зоне контроля, вырабатывают сигнал «ОБНАРУЖЕНИЕ» при выполнении условия |Δn(t)|>Кэф⋅|±3 σ(tb)|, где Кэф>1 - коэффициент эффективности критерия обнаружения, σ(tb) - среднеквадратическое отклонение сигнала Δn(tb), усредняемого за время tb, достаточное для получения статистики требуемого качества, в интервалах времени, когда отсутствует сигнал об обнаружении, определяют по знаку сигнала Δn(t) сторону, с которой приближается объект контроля с обнаруженным ИИИ, вычисляют максимум модуля скорости изменения разностного сигнала max|dΔn(t)/dt|1 до смены ее знака и max|dΔn/dt|2 - после смены и вырабатывают сигнал «ЛОКАЛИЗАЦИЯ» (момент времени пересечения обнаруженным источником зоны контроля) после смены знака разностного сигнала Δn(t) и при выполнении условия max|dΔn(t)/dt|2 > max|dΔn(t)/dt|1.

Изобретение относится к рентгеновской технике и может быть использовано для измерения размеров эффективного фокусного пятна микрофокусных рентгеновских трубок. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют просвечивание рентгеновским излучением тест-объекта, прием детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразование излучения в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, при этом полученные линейные профили рентгеновского цифрового изображения тест-объекта подвергаются дифференцированию с последующим получением графиков дифференцированных линейных профилей по осям X и Y, используемых для дальнейших вычислений; по результатам вычислений за одно исследование определяются несколько промежуточных значений размера микрофокусного пятна рентгеновской трубки по оси X и несколько значений по оси Y, что дает возможность определить среднее значение размера микрофокусного пятна и разброс значений в процентах; при этом тест-объект выполняется в виде крестообразной комбинации нескольких металлических объектов, находящихся в одной плоскости, имеющих проекцию круговой формы на эту плоскость, имеющих одинаковый диаметр и разнесенных друг от друга на конечные расстояния, сравнимые с диаметром объекта; в частности в качестве тест-объекта могут применяться четыре или пять металлических шариков одного диаметра, закрепленных на общем основании, а также четыре или пять сквозных отверстий одного диаметра в тонкой металлической пластине; для обеспечения позиционирования тест-объекта на изображении он снабжен меткой в виде свинцовой буквы.

Изобретение относится к сцинтилляционному составу на основе граната для применения при обнаружении ионизирующего излучения, который может быть использован для обнаружения гамма-квантов в ПЭТ-визуализации.

Использование: для формирования рентгеновского изображения с энергетическим разрешением. Сущность изобретения заключается в том, что сначала предпочтительно низкодозный рентгеновский пучок направляют сквозь исследуемую область объекта, такого как женская грудь, и получают исходные значения интенсивности рентгеновского пучка.

Изобретение относится к способам определения состава и концентрации положительных ионов в ионосфере Земли. Технический результат - возможность дистанционного радиофизического метода определения атомной массы положительных ионов металлов, преобладающих в спорадическом слое Е (Es) ионосферы, то есть определение типа ионов, образующих этот слой, при значительном снижении затрат на проведение измерений по сравнению с другими методами и высокой точностью определения высоты слоя ионов.

Изобретение относится к технике измерения ионизирующих излучений, области охраны окружающей среды, поиска и обнаружения радиоактивных источников, в частности источников гамма-излучения, контролю радиационного состояния ядерно-физических объектов.

Группа изобретений относится к медицинской визуализации, а именно к позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ). Система ПЭТ содержит память, сконфигурированную с возможностью непрерывной записи обнаруживаемых совпадающих пар событий, обнаруживаемых ПЭТ-детекторами, опору субъекта для поддержки субъекта и перемещения в режиме непрерывного движения через поле видения ПЭТ-детекторов, группирующий блок для группировки записанных совпадающих пар в каждый из множества пространственно ограниченных виртуальных кадров на основании времяпролетной информации, при этом обнаруженные события некоторых из обнаруженных совпадающих пар событий расположены в двух разных виртуальных кадрах, и группирующий блок распределяет совпадающую пару событий одному из двух виртуальных кадров, и блок реконструкции сгруппированных совпадающих пар каждого виртуального кадра в изображение кадра и объединения изображений кадров в общее удлиненное изображение.

Использование: для измерения размера фокусного пятна рентгеновской трубки. Сущность изобретения заключается в том, что осуществляют просвечивание рентгеновским излучением тест-объекта, прием детектором рентгеновского излучения, прошедшего через тест-объект, и преобразование его в цифровое рентгеновское изображение тест-объекта, причем просвечивание проводят неоднократно, первое просвечивание проводят при контактном расположении на детекторе тест-объекта, представляющего собой набор групп чередующихся рентгенонепрозрачных и рентгенопрозрачных полос с определенным числом полос одинаковой ширины на единицу длины тест-объекта в каждой группе, при этом ширина полос от группы к группе монотонно изменяется, и по полученному контактному изображению определяют разрешающую способность детектора Rn, которая будет соответствовать паре наиболее тонких линий, различаемых на изображении, а последующие просвечивания выполняют при постепенном удалении тест-объекта от детектора и приближении его к рентгеновской трубке до того момента, когда на рентгеновском изображении будет различаться максимальное число линий, далее измеряют расстояния от рентгеновской трубки до тест-объекта f1 и от тест-объекта до детектора f2, вычисляют оптимальный коэффициент увеличения изображения mo как отношение суммы расстояний от рентгеновской трубки до тест-объекта и от тест-объекта до детектора к расстоянию от рентгеновской трубки до тест-объекта и далее определяют размер фокусного пятна d по определенному математическому выражению. Технический результат: обеспечение возможности сокращения времени измерения фокусного пятна. 2 ил.

Наверх