Способ получения томограмм из набора разноракурсных рентгенограмм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН В 41/16; А 61 В б ОПИСА ОБРЕТ ЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСНОМУ де еся к ододну из со сдвиуп е.1)д" н ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ( 71) Научтитут злеТомском оции и ордмени полиим. С.М.(56) 1. АР 805243,2. Паткл. С 03 611/28-131.822.84. Бюл. 9 7Янисов и Л,К, Янисова но-исследовательский инсктронной интроскопии при рдена Октябрьской Революена Трудового Красного Знатехническом институте Кирова07375(088.8)вторское свидетельство СССР кл. С 03 В 41/16, 1980. ент ФРГ Р 2966442,В 41/16, 1980.(54)(57) СПОСОБ ПОГУЧЕННЯ ТОМОГРАММ .3 НАБОРА РАЗНОРАКУРСНЫХ РЕНТГЕНОГРАММ, включающий освещение набора рентгенограмм, расположенных в соот ветствии с пространственным распределением рентгеновских источников формирование пространственно наложенных изображений отдельных ракурсов, отличающийся тем, что, с целью улучшения выявляемости дефектов путем повышения контрастной чувствительности, наборрентгенограмм разбивают на группы, при атом число рентгенограмм в гр пе 1 определяют по формулеЪ Ид - оптическая плотность, соответствующая началу линейного участка характеристической кривой рентгеновской пленки;симальный прпд опти"- ческой плотности в изображении объекта на ракурснойрентгенограмме,рентгенограммы, относящий группе, накладывают нах принятую эа базовую,м1 пмопм Р-Е М 0 - сдвиг рентгенограмм от и-го источника относитель но рентгенограмм от М-го источника, принятого за базовый; глубина залегания слоя, томограмму которого необходимо получить, отсчитанная от плоскости пленки; М 0 - вектор, соединяющий положение базового источника группй с положением я-го источника группы, расстояние от плоскости расположения рентгеновских источников до плоскости пленки, полагают в соответствии с полом базовой рентгенограюи.Изобретение относится к радиационному контролю и медицинской рентгенодиагностике и предназначено дляприменения в томосинтеэе.Известен способ получения томограмм из набора разнокурсных рентгенограмм, зарегистрированных наодной или нескольких рентгеновскйхпленках 1 .Недостатком способа синтеза томограмм является низкая контрастная чувствительность, не превышающая величины, достижимой на ракурсном рентгеновском снимке.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является способ получения томограммы из набора разноракурсных рентгенограмм, включающий освещение набора рентгенограмм,расположенных в соответствии спространственным распределениемрентгеновских источников, формирование пространственно наложенныхизображений отдельных ракурсов 2 .Недостатком известного способаявляется невозможность обнаруженияна томограммах дефектов с малымрентгеновским контрастом, таких, которые не обнаруживаются на ракурсных рентгеновских изображениях.Контраст изображения слоя на томограммах, полученных известным способом, в лучшем случае будет равенконтрасту изображения этого слояна отдельном ракурсе набора рентгенограмм.Целью изобретения является улучшение выявляемости дефектов путемповышения контрастной чувствительности,Поставленная цель достигаетсятем, что по способу получения тоьюграмм иэ раэноракурсных рентгенограмм, включающему освещение набора рентгенограмм, расположенных всоответствии с пространственнымраспределением рентгеновских источников, формирование пространственноналоженных иэображений отдельныхракурсов, набор рентгенограмм предварительно разбивают на группы,при этом число рентгенограмм в группе определяют по формулеЭдф дмаксгде 1)д - оптическая плотность, соответствующая началу линейного участка характеристической кривой рентгеновской пленки,ВВмдкс- максимальный перепад оптической плотности в изобра.- жении объекта на ракурснойрентгенограмме,а рентгенограммы, относящиеся к сФной группе накладывают на одну изних, принятую эа базовую, со сдвиМм,где гМО - сдвиг рентгенограммы оти-го источника относительно рентгенограмм от Мо-гоисточника, принятого забазовый,2 - глубина залегания слоя,10томограмму которого необходимо получить, отсчитанная от плоскости пленки,БМ - вектор, соединяющий положение базового источника15 группы с положением и-гоисточника группыГ - расстояние от плоскостирасположения рентгеновскихисточников до плоскостипленки,и располагают в соответствии с положением базовой рентгенограммы.Способ осуществляют следующимобразом.25 Набор рентгеновских изображений,полученных при просвечивании объекта из различных положений рентгеновского источника в плоскости,разбивают на группы произвольно,исходя иэ удобства смещения, приэтом число рентгенограмм в группеопределяют го формулеЭА д (макс 20 35 Б каждой группе любую иэ рентгенограмм выбирают эа базовую, на которую накладывают все рентгенограммыимогруппы со сдвигом г"мо 7-7,затем располагают все группы на входе оптической системы в соответствии с положением рентгенограммы,и совмещают. Между рентгенограммами и экраном расположена системалинз, перемещая которые на экранеполучают томографическое иэображение слоя на глубине 2,На фиг. 1 изображена схема просвечивания объекта набором рентгеновских источников; на фиг. 2 - схема устройства оптической обработкинабора разноракурсных рентгенограмм,Объект 1 (фиг. 1) просвечивается рентгеновским излучением из Бположений рентгеновского источника,находящихся в одной плоскости .2(2 = Р), Положение и-го рентгеновского источцика 3 в плоскости 2 опи 60йсывается выражением Б(х,у) =Еи:16 (х-хи)(у-у), Излучение, прошедшее через объект, регистрируется на рентгеновскую пленку 4, рас 65 положенную параллельно плоскостирентгеновских источников 3. Проективное изображение точки 5 объекта, залегающей на глубине 2, отс-читанной от плоскости пленки, будет представлять собой перевернутуюкопию распределения рентгеновскихисточников (фиг. 1,). Проективныесдвиги и-го ракурса на рентгенограмме будут связаны с положениемп-.го источника выражением2 Р,игде К - вектор, связывающий началокоордйнат с положением рентгеновского источника и имеющий компоненДля того, чтобы из набора рент-.геновских проекций получить томограмму, т.е. изображение одногослоя объекта, необходимо оптическикомпенсировать сдвинутые изображения этого слоя. Для этого достаточно пространственно наложить изображения всех ракурсов со сдвигом-у, - Вл = в (в . Таким образом, обязательным условием синтеза томограммиз разноракурсных рентгенограммявляется синхронное смещение пространственно совмещенных ракурсныхиэображений по векторамьЕ-ЕФгде Вимеет компоненты 1 х, у,Ха О Е определяет глубину получаемого сечения.Выполнение условий синтеза томограмм производится в оптическом устройстве, схема которого приведенана фиг. 2. Ракурсные рентгеновскиеиэображения располагают по входнойплоскости б и освещают плоским осветителем 7. Матрица линз 8, расположенная параллельно плоскостирасположения рентгеновских снимков,Формирует наложенные изображенияотдельных рентгеновских ракурсовв плоскости 9, где располагают либо матовый экран, либо фотоматериалдля регистрации томограмм, получающихся в результате суммированиясдвинутых изображений. Изменениемасштаба матрицы линз Ъ приводитк смещению каждого и-го ракурсногоизображения по вектору т, Освещенность Е (х, у) в выходной плоскости от идентичных точек, принадлежащих выделяемому сечению, будет равнаЕх, у= ИВ 100("Ч)где 0 (х, у) - оптическая плотностьиэображения некоторой точки объектана ракурсной рентге-.нограмме65 а максимальная оптическая плотность группы рентгенограмм - 1(Р +а 0 а ) . Так как Рекомендуемая оптическая плотность при расшифровке рентгеновских иэображений не должна пре,вышать 3 (см, ГОСТ 7512-75), то1) 4) макс число ракурсов;коэффициент, зависящий от параметровлинз и масштаба изображения, формируемо 5 го линзами,В - яркость плоского осонети теля .контраст изображения при этом .будет Е(Ъ Я - Ефн К 8 (40 К"Ч) 1 О 1 фон)о .,1: ф"Е фон Й8, . 10 фонаВ(х,Ч%где 2 фо - оптическая плотность Фонав изображении объекта.Для получения томограмм по предлагаемому способу набор рентгенограмм предварительно должен бытьразбит на группы, исходя из рентгеновской контрастности объекта, определяющей максимальный перепад оптической плоскости в изображенииобъекта на рентгенограмме. Выбор числа рентгенограмм в группе производится исходя из двух соображений.С одной стороны, следует максимально увеличить число рентгенограмм в группе 3 , так как .наложение 1 рентгенограмм, сдвинутых относительно друг друга на гм,(г), эКвивалентно отображению совйадающихточек слоя на глубин Е на пленку,градиент которой в 1 раз больше,чем градиент рентгеновской пленки.Это приводит к увеличению контрастной чувствительности томосинтеза,З 5 так как она пропорциональна градиенту пленки, и следствием увеличенияконтрастной чувствительности является повышение выявляемости.С другой стороны, если интервал40 экспозиций велик (например, объектимеет большие перепады по толщинеили плотности), а экспозиции смещеныв область больших оптических плотностей, то при наложении рентгено 45 гРамм друг на друга их оптическиеплотности суммируются и часть изображения будет иметь слишком большие оптические плотности, которыене позволяют создать при расшифровке оптимальных яркостей для анализаили регистрации. Минимальная экспозиция на рентгенограмме должна соответствовать началу линейного участка характеристической кривой рентгеновской пленки ЗА . Тогда максимальная оптическая плотность нарентгенограмме будет равна Эф )макеВРасчет максимального перепада оптической плотности на рентгенограмме можно провести, используя выражениеЬЭ(к,)=2 0,43Н,) где- градиент рентгеновской пленКИлинейный коэффициент ослабления излучения;й - лучевой размер обЪекта(толщина в направлениипросвечивания),х - коэффициент накопления,р - коэффициент модуляции лучевого размера, равный"максф " Ь,)Если оптическая плотность, соответствующая началу линейного участка, равна 0, то в точке (х, у) оптическая плотность будет Р +БР (х, у)., Максимальный перепад оптической плотности в изображении объекта находят по величине6мако щ", по нему выРмпксМ макс+" минУчисляют число рентгенограмм, которые можно объединить в одну группу. Выполнение условия синтеза томограммпроисходит в реэультате суммирования двух перемещений:"м с , мооВ- Б,) и перемещение всей группыпмопо вектору ф 2"мо соответстмо Р-Ъвующему положению базового источника. Результатом этих двух перемещений будет выполнение условия томосинтеэа для сбоя на глубине. Перемещение г м производится сдвимогом самих рейтгенограмм, а перемещение г - сдвигом изображенийгрупп прй помощи линз, соответствующих И-му элементу проекционнойматрицыНабор рентгенограмм раеделяют нагруппы произвольно, исходя иэ удсбства смешения. Допустим набор иэИ ракурсных рентгенограмм разбит1на 3 = - групп, Пусть в группу 1 входят рентгенограммы от источниковс координатами (ху,) (х угуеа группу 2 - ( хе, уе+ ), ( х, у ),За базовую может быть принята любая рентгенограмма группы, Пустьв группе 1 за базовую принятарентгенограмма от М-го источника скоординатаьи (хк, у), а в группе2 - рентгенограмма от ы-го источника, Тогда направления сдвигов буут определяться для группы 1РДх - хК, у - у , Б, ( х - ху 2 - ук 3 зрхе - хк, уе - укдля группы 2 й(еу),кх- хеуЕ+ - уе 3"им хн х м, ун - ув 1Величина сдвига определится мноЕжителем где 2 - глуби наГ-Езалегания выделяемого слоя, отсчитанная от пленки.Группы должны быть помещены вс "рого определенные положения вовходной плоскости б оптическойсхемы (фиг 2). В раэбираеио:; примере группа 1 должна занять;естоположение к-й рентгенограммы агруппа 2 - местоположение о-й рентгенограммы. Соответственно рент-.генограмме каждая группа обрабатывается элементом, соответствующим базовой рентгенограмме для этойгруппы,Изобретение позволяет улучшить выявляемое ть радиационного ко нтроля, повысить его информативность и достоверность, что способствует выявлению заболеваний на ранней стадии и своевременному их лечению.10 /4838 Фиг. Составитель А. Лурьеедактор Н. Егорова Техред Т.ИаточкаКорректор М. Ша 1 акаэ сно Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,44/21 ВБИИПпо 035, М Т Го судар стелам иэоб скна, Жраж 464 П енного комитета ССС етений и открытийРаушская наб., д.