Способ вычислительной радиационной томографии

.объект вращен остиугловопо окскоро стружност3 Способ по п.1,й с я тем, что дрот объекта произе каждого полногоремя вращения навидения объекта о тли полните ю и дят дис борота ект гол, равныи из центра окзаданное кол угл руж чес ному н сти,я к ьбласти иной томоградля неразруов и исследо- роения,н способ в ой томогра что произв ие исследу мещения сб Известрадиационся в том,числии,дят тельной аключаю йлинейное объекта сканирова путем пер мог.орки источи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИ 2 ь 10373/250305.7823,02.91, Ьюл. ВЭ.И.Васильева, Л,И,Косарев,(54) (57) 1СПОСОБ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ РАДИАЦИОННОЙ ТОМОГРАФИИ, заключающийся в облучении исследуемого объекта коллимированным пучком по заданно. му количеству совокупностей траектой, регистрации прошедшего через объект излучения при относительном перемещении сборки источник-детектор и исследуемого объекта, преобразовании зарегистрированного излучения в электрический сигнал и обработке полученных данных на ЭВМ, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что с целью повышения производительностир производят перемещение объекта по окружности при расположении источника в точке, находящейся на линии "центр окружности-детектор, одновременно Изобретение относит ычислительной радиаци ии.и может применятьс шающего контроля объек ания их внутреннего свращают объект вокруг оси, расположенной на окружности поворота и фиксированной относительно объекта, причем скорости перемещения объекта и его вращения выбирают таким образом, что за время проХождения объекта поперек линиицентр окружности- детектор" объект совершает количество поворотов, равное заданному количеству совокупностей траекторий, а также дополнительно поворачивают объект вокруг оси вращения против направления вращения на угол, равный величине угла видения из центра окружности, прошедшей через линию "центр окружности - детектор", части объекта.2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что дополнительныйрот объекта вокруг оси вращения производят одновременно с враща путем уменьшения скория на величину, равную йи перемещения объекта во совокупностей траектрентгеновского пучка - детектор после каждого цикла сканирования проводят поворот сборки на определенный угол и повторяют сканирование для то 5 го, чтобы получить требуемое количество совокупностей траекторий, по которым производят измерение поглощения излучения в исследуемом объекте и по набору полученных данных о поглощении излучения с помощью ЗВМ строят томографическое иэображение.Этот способ характеризуется сложностью реализации, так как в нем необходимоосуществлять два типа движе ния - линейное перемещение сборки "источник - детектор" и ее поворот на дискретные углы.Известен способ вычислительной радиационной томографии, заключающийся в том, что формируют веерный пучок рентгеновского излучения, угловой раствор веера которого достаточен для охвата всего исследуемого объекта, регистрацию прошедшего через 25 объект излучения производят с помощью матрицы детекторов в виде части кольца при непрерывном вращении или дискретном повороте сборки "источник - матрица детекторов" вокруг исследуемого объекта,Этот способ позволяет использовать более простую подвеску,.но характеризуется большим машинным временем обработки информации и необходимостью введения всевозможных поправочных коэффициентов, связанных с использованием большого количества детекторов, чувствительность которых может различаться. Наиболее близким техническим реше нием является способ вычислительной томографии, заключающийся в облучении исследуемого объекта коллимированным пучком по заданному количеству траекторий регистрации прошедшего через объект излучения при относительном перемещении сборки источник детектор и исследуемого объекта, преобразовании зарегистрированного излучения и обработке полученных данных на ЭВМ, в котором для вырезания кол лимированного пучка из веерного пучка источника используют два вращающихся обтюратора, один иэ которых55 установлен вокруг источника, а другой - вокруг исследуемого объекта, причем в качестве матрицы детекторов используют гаэонаполненный координатный датчик.Недостатком известного технического решения является большое машинноевремя обработки, связанное с необходимостью переупаковки информации дляпроведения ее в определенную последовательность, Кроме того, известныерешения не позволяют получать томограммы объектов в потоке,Цель изобретения заключается втом, чтобы повысить производительность способа за счет уменьшения требуемого для обработки машинного времени и обеспечения возможности получения томограмм объектов в потоке.Цель достигается тем, что в способе вычислительной радиационной томографии, заключающемся в облученииисследуемого объекта коллимированнымпучком по заданному количеству совокупностей траекторий, регистрациипрошедшего через объект излученияпри относительном перемещении сборкиисточник-детектор и исследуемого объекта, преобразовании зарегистрированного излучения в электрический сигнали обработке полученных данных на ЭВМ,производят перемещение объекта по окружности при расположении источникав точке, находящейся на линии центрокружности - детектор", одновременновращают объект вокруг оси, расположенной на окружности поворота и фик-сированной относительно объекта, причем скорости перемещения объекта иего вращения выбирают таким образом,что за время прохождения объекта поперек линии центр окружности - детектор" объект совершает количествоповоротов, равное заданному количеству совокупностей траекторий,а также дополнительно поворачиваютобъект вокруг оси вращения противнаправления вращения на угол, равныйуглу видения из центра окружностипрошедшей через линию "центр окружности - детектор" части объекта.При этом дополнительный поворотобъекта вокруг оси вращения производят одновременно с вращением объектапутем уменьшения скорости вращенияна величину, равную угловой скоростиперемещения объекта по окружности,Альтернативно дополнительный поворот объекта производят дискретнопосле каждого полного оборота объектаво время вращения на угол, равный40 Яп Дф 5 766264углу видения объекта из центра окружности, деленному на заданное количество совокупностей траекторий,На Фиг,1 показана общая схемаперемещения исследуемого объекта дляполучения томографической информации;на фиг.2 - процесс получения информации при вращении объекта вокруг фиксированной оси; на фиг.3 - то же, припри перемещении объекта контроля поокружности; на фиг.4 - то же, приперемещении объекта вокруг фиксированной оси и одновременном перемещении по окружности; на Фиг.5 - процесс упорядочения информации при повороте объекта иа дополнительныйугол; на Фиг.6 - общий вид полученнойинформации при всех поворотах и перемещениях исследуемого объекта; на 20фиг,7 - один из вариантов одновременного контроля нескольких объектовот одного источника излучения,Способ осуществляют следующим образом. 25 Исследуемые объекты 1 располагают на окружности 2, в центре которой размещают неподвижно источник излучения 3, а регистрацию излучения производят с помощью детектора 4. При этом30 объект вращают вокруг фиксированных относительно исследуемых объектов осей 0 на угол Й бп до полного пово-, рота на угол 21 с угловой скоростью Я упри постоянном значении угла(, 35 Затем объект перемещают по окружности с угловой скоростью Яп на угол где С - угол перемещения объекта поокружности за время контроля;М - требуемое число оборотов завремя контроля, совпадающеес требуемым количеством совокупности траекторий пучка висследуемом объекте для построения томографического изображения.Одновременно объект поворачивают на дополнительный угол ЬО =-Ц, после чего снова вращают объект вокруг Фиксированной оси. Процесс происходит при соотношении угловых скоростей вращения объекта Я и перемещения 55 их по окружностиЯп, равномЮВ 2 И Описанный способ позволяет контролировать одновременно от одного источника несколько объектов, каждыйиз которых может иметь форму, но егомаксимальный габаритный размер йдолжен вписываться в угол Ч, При одновременном контроле нескольких объектов сбор информации может осуществляться за время прохождения телав угле 1/2, а за время прохожденияего во второй половине угла осуществляется его съем и простановка другогообъекта исследования.Описанный вариант предполагаетдискретный характер движений исследуемого объекта, а именно шаговоеперемещение по окружности, оборотвокруг оси вращения в ее неподвижномположении на окружности поворота,дополнительный поворот после этогооборота и т,д,Также возможен непрерывный вариантреализации данного способа, В этомслучае скорость вращения объектауменьшают на величину, равную угловой скорости перемещения объекта поокружности, Данный вариант характеризуется большей простотой выполнениямеханической части томографа, ноодновременно более сложной схемойобработки сигналов детекторов.Использование описанного способавычислительной радиационной томографии рассмотрим на примере исследования объектов с наибольшим габаритным размером в плоскости контроляИ=100 мм в варианте одновременногоконтроля четырех объектов с помощьюодного источника. Наибольший уголперемещения объекта по окружностиза врсмя контроля составляет 90Наименьший диаметр окружности, покоторой расположены объекты, равен145 мм. Измерение производят привращении объектов вокруг фиксированных осей с угловой скоростью Я в,через угловой интервал Д п=1,0,При этом число измерений за полный,л.,2 иоборот на угол 2 и; М Х = - =360,ДМпЧисло угловых направлений при перемещении по окружности объекта равнотребуемому числу оборотов объектаза время контроля, что составляетИ=180, Следовательно, угловой интервал перемещения объекта по окружностиДЯ =, - = -- = 0 5 =0 0087 (рад)Ч 90 аИ 180 фФУ 66264 фи 1 а угловая скорость этого перемещенияИ и = 2 л ЯЬ = Оу 0014 ЯЬЫЯОбщий объем информации при контроле одного объекта2 Из. = Иф Х = 64800Общий объем информации при контроле четырех объектов одновременно составляет 1,952 х 10 сигналов. 10Для упорядочения информации необходимо после каждого поворота объекта на угол 21 и перемещения его по окружности на 0,5 , повернуть его наодополнительный угол ДМ=-Д= 0,5 . 15Использование способа вычислительной радиационной томографии в соответствии с изобретением обеспечивает по сравнению с существующимиспособами осуществление возможностинезависимого контроля нескольких объектов одновременно от одного источника излучения, что позволяет увеличитьпроизводительность контроля, а такжеупрощение алгоритма обработки информации и сокращение времени обработкиинформации на ЭВМ за счет упорядочения результатов измерений в процессесбора и отсутствия операции переупорядочения информации в ЭВМ, что сокращает время обсчета на 10-20 Х иуменьшает необходимый объем памятиЭВМ.7662 ь 4 Составитель К.Кононовкова Техред Л.Сердюкова Корректор Н.Ревск Редак Зака КНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж ул. Гагарина, 101 т ЮФГДРЬнихЛОЙНФВЮ 3 Ю 8 ап ЬЧ 2 Тираж 398осударственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, Ра Подписноетениям и открытиям при ская наб., д. 4/5