Аналоговое устройство восстановления трансаксиального изображения и способ восстановления этого изображения

Союз Соаетскик Сфциалистическив Республик(22) Заявлено 0207.79 (2 ) 2789530/18-25 с присоединением заявки й 9(51 М К 3 С 01 й 23/06 ГосударствеииыЯ комитет СССР оо Аеаам изобретеииЯ в открытиЯ(54) АНАЛОГОВОЕ УСТРОЙСТВО ВОССТАНОВЛЕНИ ТРАНСАКСИАЛЬНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ И СПОС ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЭТОГО ИЗОБРАЖЕНИ данными я обеспелеииярачноедваходитм подоб- бнпоНа выходе обраподоб ветоИзобретение 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 (1).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 уст" ройств 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 нейо проекциях - синограмме. Длчения фильтрации и восстановизображения имеется полупроэзеркало, разбивающее свет напучка, казщый иэ которых прочерез соответствующим образоранную маску для обеспечениялярной функции пропускания,оптических каналов установленыфотоприемники, подключенные к электроннолучевому индикатору (ЭЛИ) соспиральной разверткой. Для синхронизации вращения барабана н разверткиимеется блок синхрониэации. Повышение быстродействия и удешевлениеконструкции достигается за счет оптической фильтрации с помощью масок.Способ работы известного устройства включает обработки синограюаапутем фильтрации изображения на пленке, формирование спиральной развертки ЭЛИ и яркостную модуляцию луча.Предполагается просвечивание синограммы, закрепленной на цилиндрическом барабане, вращающемся в двухплоскостях, расщепление полученногосветового потока на два пучка,ботка их с помощью специальнораиных масок, интегрирование свых пучков и вычитание. Изображение воспроизводится на экране ЭЛИ, спиральная развертка которого синхронизирована с вращением барабана 123.Недостатком этого устройства является наличие сложной механической системы вращения просвечиваемого барабана в двух взаимно-перпендикулярных плоскостях, сложность синхронизации механического вращения с элект" ронной разверткой индикатора.Недостатком способа является сложность и большое время восстановления иэображения.Цель изобретения - упрощение кон" струкции 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 синусоиды с последующим интегрированием светового потока с помощью теневого коррелятора и весовым суммированием выходных сигналов фото- диодов.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 светя" щегося отрезка.На чертеже представлено предлагаемое уотройство восстановления трансаксиального 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 5токов подключены ЭЛИ индикатору б.Восстановление иэображения по данному способу )(1,9), представленного в полярных координатах г,9, сводится к вычислению двойного интвг раларЕ)-"нх)сЬ С,гсоь(Е-Ф)-)сФ ,В. где р(") - проекция исследуемогосечения под углом Р,Ф (х) - функция Фильтрации.Сочетание ЭЛТ, синограммы и фотоэлемента образует теневой корреля 5 тор. В случае, когда на экране ЭЛТвысвечивается половина периодасинусоиды с амлитудой г и начальнойфазой 9 теневой коррелятор осуществляет,операцию вычисления внутренне 1 р го интеграла в%Цх) =г (гсовв.е)- х 1 с(Р,огде координата " х определяетсяположением фотоэлемента относительнооптической оси устройства,Для вычисления внешнего интегратора (1) необходима вертикально расположенная линейка фотоэлементов, навыходе которых получаем совокупность33 интегралов 1 (х) для различныхзначений х при фиксированных параметрах г и 9 . Операция умножениявнутренних интегралов 1(х,) на фильтрующую функцию(х ) осуществляетсяподбором соответствующих значенийвесовых коэффициентов в сумматоре 5токов. Взвешенное суммирование выходов фотоэлементов позволяет приблизительно вычислить внешний интегЗ рал (1), Качество приближения зависит от числа Фотоэлементов и расстояния между ними. Чтобы нв ухуд"шать качества иэображения, желательновыбрать это расстояние и числоФотоэлементов, исходя из минимального элемента разрешения в восстанавливаемом изображении, Так, если размер проекции синограьвы на плоскостьразмещения Фотоэлементов О , аЬ - элемент размещения, то число46 Фотоэлементов равнопйЭС другой стороны, так как диаметрфотоэлементов конечен, то размерпроекции синогражвз на плоскостьф 5 может быть подобран соответствующимвыбором расстояний между экраномЭЛТ, синограммой и плоскостью размещвния фотоэпекентов. Ясно, что привыборе этих расстояний следует такжеМ учитывать яркость свечения трубкии чувствительность Фотоэлементов.Весовыв коэффициенты при суммировании выходных сигналов фотоэлементов должны быть связаны с их рас 55 положением относительно оптическойоси, 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 пропорциональнывеличинам ф" ";- ь (4 -,5 6 Ь);855455 Составитель Б. ПчеловРедактор Н. Воловик ТехредЛ,Пекарь Корректор С. Корниенко Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5(9025)Ь, 1- для .нечетных 1Коэффициент пропорциональности,от которого зависит яркость восстановленного иэображения, для всехфотоэлементов должен быть одинаков.С вйхода сумматора 5 токов сигналпоступает на яркостный электродЭЛИ 6, Изображение на индикаторевосстанавливается в полярных координатах (В,9) с помощью спиральнойразвертки: отклонение луча от центратрубки по радиусу пропорционально 1 замплитуде синусоиды на экране трубки2, а смещение по углу 9 пропорционально фазе, Эта синхронизация осуществляется в блоке 1 развертки. Полныйцикл спиральной развертки дает восстановленное изображение.ВВедение электроннолучевой трубкис развертывающейся синусоидой илинейки светодиодов с сумматором токовпозволяет полностью исключитьвсякие вращающиеся части, что упрощает конструкцию, удешевляет ее стоимость и повидает надежность в эксплуатации.формула изобретения ЗО1. Аналоговое устройство восстановления трансаксиального изображения, содержащее кассету с синограммой и блок развертки, подключенныйк электроннолучевому индикатору ЭЛИ,.о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью упрощения конструкции иповышения быстродействия в нем наодной оптической оси последовательноустановлены электроннолучевая труб"ка, подключенная к блоку развертки,кассета с сннограммой и линейка фотодиодов, выходы которых через сумматор токов соединены с ЭЛИ.2. Способ по и. 1, включающийобработку синогравены путем фильтрации изображения на пленке, формирования спиральной развертки ЭЛИ ияркостной модуляции луча, о т л ич а ю щ и й с я тем, что обработкусннограмяы осуществляют просвечиванием пленки изображением светящейсясинусоиды с последующим интегрированием светового потока с помощьютеневого коррелятора и весовым сумМированием выходных сигналов фотодиодов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1Скаддер Г, Дж, ВвЕдение вмашинную томографию. ТИИЭР, т, бб,В 6, 197 В, с, 5-17.2. Баррет Х.Х. и Суинделл У. Аналоговые методы восстановления видаобъекта при трансаксиальной томографии. ТИИЭР, т, 65, 9 1 1977 с,123