Способ получения томограммы объекта
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
)5 0 03 В 42/ г, фр ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иверситет В.В.Янисо вский синтез т(54) СПОС ОБЪЕК ГА (57) Испол Сущность в располож ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРIФ 1526434, кл, 6 03 В 42/ ПОЛУЧЕНИЯ ТОМОГРАММЫ эование; в области томографии. эобретения: способ заключается ении фокуса излучателя в произПредлагаемый способ относится к радиационному контролю и предназначен для применения в томографических исследованиях промышленных и медицинских обьектов.В современном нераэрушающем контроле и медицинской рентгеновской диагностике для повышения информативности радиационного контроля применяют методы послойного (томографического) представления объемной рентгеновской информации. Известен способ получения продольных томограмм, При осуществлении способа регистрируют набор разноракурсных рентгенограмм от одного излучателя, последовательно располэгаемого в различных позициях на плоскости, параллельной плоскости регистрации, Затем ракурсные рентгенограммы сдвигают друг относительно друга в одной плоскости вольных точках пространства, размещении в пространстве между объектов и плоскостью регистратора по меньшей мере одного маркера в плоскости регистрации, фиксации пространственных координат маркеров относительно системы координат, задаваемой маркером, расположенным в плоскости регистратора, регистрации ракурсных рентгенограмм объекта в присутствии рентгеноконтрастных маркеров, поточечном синтезе томограмм желаемых сечений путем определения по положениям ракурсных иэображений маркеров координат соответствующих точек ракурсных рентгенограмм отображающих каждую из точек визуализируемого сечения по оригинальной формуле, 2 ил, по направлениям, определяемым заданными позициями фокуса излучателя, Величину сдвига каждой рентгенограммы задают такой, чтобы происходила компенсация проективного смещения ракурсных изображений точек заданного сечения, параллельного плоскости регистрации, приводящая к их совмещению. Суммируют видеосигналы сдвинутых рентгенограмм, получая в результате томограмму для сечения эаданн:й глубины, Меняя относительный сдвиг рентгенограмм, синтезируют томограммы различных сечений объекта.Недостатком способа является низкое пространственное разрешение деталей выделяемого сечения, вызванное неконтролируемыми погрешностями позиционирования фокуса излучателя, возникающими из-за неопределенности положенйя фокуса относительно корпуса излучателя, наличия(х о 6 Цпочки изобрай ракур- Е(М 4) - ; У(М 5); ркера; эжен ия нтгеноты изокурснойфокуса люфтов устройства позиционирования и его деформацией под воздействием массы излучателя.Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения томограмм. Сущность способа, предназначенного для синтеза томограмм, параллельных плоскости регистратора, заклюцается в получении разноракурсных рентгенограмм объекта от фокуса излучателя, последовательно фиксируемого в различных позициях на плоскости, параллельной плоскости регистратора, Перед рентгенографированием помещают между объектом и плоскостью позиционирования фокуса излучателя два рентгеноконтрастных маркера, первый - в пространство между объектом и плоскостью позиционирования фокуса, а второй - в плоскость регистрации рентгенограмм, отмечая при этом глубину залегания первого маркера относительно плоскости регистратора. При синтезе томограммы заданного сечения по положениям ракурсных изображений первого маркера в системе координат, задаваемой втооым маркером, и, используя значение глубины залегания первого маркера, вычисляют векторы сдвигов ракурсных рентгенограмм друг относительно друга, обеспечивающие прострайственное совмещение точек ракурсных рентгенограмм, отображающих визуализируемое сечение объекта, Сдвигают ракурсные рентгенограммы в соответствии с вычисленными значениями векторов и суммируют видеосигналы совмещенных точек, получая искомую томогра" му,Данный способ позволяет получать томограммы с пространственным разрешением, не зависящим от погрешностей размещения фокуса излучателя в плоскости позиционирования,Недостатками способа являются: невозможность контроля широко рас"пространенных в строительстве и специальных областях техники полубесконечных объектов вида "стена", что вызвано невозможностью обеспечения плоскопараллельной геометрии просвечивания, (когда плоскость позиционирования фокуса излучателя параллельна плоскости регистрации), иЗ-за отсутствия. жесткой или визуальной связи между плоскостью регистрации и плоскостью позиционирования;невозможность контроля объектов и технологических процессов с ограниченным пространственным доступом, препятствующим использованию плоскопараллельной геометрии просвечивания; 5 10 15 20 25 30 35 низкая выявляемость протяженных дефектов, ориентированных непараллельно плоскости регистратора,Цель изобретения - расширения класса объектов, доступных томографическому контролю за счет размещения фокуса излучателя в произвольных точках трехмерного пространства и увеличение информативности контроля за счет получения томограмм сечений произвольной формы и ориентации.Сущность предлагаемого технического решения состоит в том, что в процессе просвечивания объекта и регистрации его ракурсных изображений располагают фокус излучателя в произвольных формах про-, странства, координаты которых независимы от положения плоскости регистратора и определяются конфигурацией объекта и практическими ограничениями геометрии просвечивания, размещают в пространстве между объектом и плоскостью регистратора по меньшей мере два рентгеноконтрастных маркера и по меньшей мере один маркер - в плоскость регистрации, фиксируют трехмерные пространственные координаты маркеров относительно системы координат, задаваемой маркером, расположенным в плоскости регистратора, регистрируют ракурсные рентгенограммы объекта в присутствии рентгеноконтрастных маркеров, проводят поточечный синтез томограммы произвольного сечения путем вычисления по положениям ракурсных иэображений маркеров координат соответствующих точек ракурсных рентгенограмм, отображающих каждую из точек визуализируемого сечения объекта по формулегде Х(об); У(об); Е(об) - координат визуалиэируемого сечения объекта;Х(обп, У(об) - координаты женил соответствующей точки на исной рентгенограмме; Х(М 4); У(М 4); координаты первого маркера; Х(М 5 Е(М 5) - координаты второго ма Хп(М 4); Уп(М 4) - координаты изобр первого маркера на и-й ракурсной ре грамме; Хп(М 5); Уп(М 5) - координа бражения второго маркера на и-й ра рентгенограмме; и - номер позиции излучателя (номер ракурса);Ап = 2(М 5)(Х(М 4) - Х(М 4);Бл=(М 4)Х(М 5)-Хп(М 5); Фиксируют трехмерные прострэнстВ п=(М 4) (М 5)Хп(М 5) - Хп(М 4), венные координаты Х(М 4); У(М 4); (М 4);Ги -- 7(М 5)У(М 4) - Уп(М 4); Х(М 5); У(М 5); (М 5) маркеров 4, 5 относиД п=(М 4)У(М 5)-Уп(М 5); тельно системы координат, зэддваемой пеЕо=7(М 4) (М 5)Уп(М 5) - Уп(М 4), 5 рекрестием маркера 3,В плоскости 1 регистрируют разнораи придания точке томограммы значения ви- курсные рентгенограммы обьекта и маркедеосигнала, полученного при обработке ров, используя излучатель 6, находящийсязначений видеосигналов в соответствую- на противоположной стороне объекта и пощих ракурсных точках, 10 следовательно позиционируемый в рэзличНа фиг. 1 изображена схема регистра- ных и произвольных точках пространствации ракурсных рентгенограмм и синтеза то- независимо от ориентации плоскости 1 ремограмм, Здесь 1 - плоскость регистратора гистрации. Проективный характер образо(рентгеновской пленки); 2 - объект; 3 - мар- вания рентгеновских изображенийкер, нэкладывэемый на плоскость регистра приводит к тому, что фокус излучателя, марторэ; 4.5 - маркеры. располагаемые в кер и изображение маркера находятся напространстве между объектом и плоскостью одной прямой, а пространственное положерегистратора; 6 - фокус излучателя в и-й ние фокуса определяется точкой пересечепозиции;,7,8 - проекционные прямые, сое- ния по крайней мере двух проекционныхдиняющие фокус излучателя, маркер и изо прямых, например, 7 и 8.бражение маркера; на фиг. 2 изображена Таким образом наличие двух маркеровблок-схема устройства для реализации спо- в пространстве между объектом и плоскособа. где 9 - устройство считывания с пре- стью регистратора позволяет однозначнообразователем аналог - код; 10 - блок находить трехмерные координаты фокусамассовой памяти; 11 - процессор; 12 - дис излучателя в каждой из и-позиций при региплей; 13 - блок памяти регенерации; 14 - страции и ракурсных рентгенограмм, чтовидеопреобразовэтель; 15 - монитор; 16 - является обязательным условием осуществсветовое перо; 17 - визуализируемый уча- ления томосинтеза.сток плоскости (томографическое сечение); - Полученный набор разноракурсныхинформационные шины; - шины управления, 30 рентгенограмм вводят устройством 9 считы(Х(М 4); У(М 4); (М 4 фХ(М 5) У(М 5) 2(М 5 вания в блок 10 массовой памяти цифровогокоординаты маркеров, располагаемых в вычислительного комплекса при форматепрострэнствемеждуобъектомиплоскостью вводимого изображения Ер Кр таким обрегистраторэ; (Хп(М 4): Уп(М 4); Хп(М 5); разом,чтобыизображениеперекрестияЗУо(М 5 координаты изображений соот . р Кветствующих маркеров на и-й ракурсной находилось в 2 + 1; - + 1 элементе, арентгенограмме; (Х(обц); У(обц); Е(об) - ко- оси Х и У совпадали с ориентацией строк иординаты центра визуализируемого участка столбцов, Ввод рентгенограмм, так же как иплоскости (координаты центра томограм- синтез томогрэмм и визуализацию изобрэмы); Ер х Кр - формат ввода ракурсных рен. жений осуществляют процессором 11, уптгеногрэмм в память вычислительного равляемымоператоромотдисплея 12,комплекса; Ь х К - формат визуализируемой томограммы; а,ф, у- углы между осями Используя блок 13 памяти и видеопреХУ,7 и положительным направлением пер- образователь 14 визуализируют изобрэжепендикулярэкплоскости,восстановленного 45 ния ракурсных рентгенограмм наиз начала координат; Х;к-(об); У-; к-(об);,видеомониторе 15. Световым пером 16 отЪ;к-(об) - координаты центра(1 г=1; К 1=1) мечают положения ракурсных изображеэлемента томографического сечения; ний маркеров 4, 5 и вводят из координатыХ;к(об); У 1-т К=1(об) - координаты изо- Хп(М 4); Уп (М 4); Х,(М 5); У,(М 5), а такжебражения центра(1=1; К=1)злементанап-й 50 координаты Х(4 М); У(4 М) (4 М); Х(5 М),ракурсной рентгенограмме, У(5 М); 2(5 М) в блок 13 с погрешностью доПредлагаемый способ осуществляют половины размера Ср элемента изображеследующим образом, ния.Между плоскостью 1 регистратора и Используя процессор 11, синтезируютполубесконечным объектом 2 вида "стена" 55 томограмму произвольного сечения объекразмещают по крайней мере три маркера 3, та, например, участка 17 плоскости, включа 4, 5, причем маркер 3 в виде реперного ющего в себя центральную точку Х(обц);креста накладывают на плоскость 1 регист- У(обц); (обц) и ориентированного под угламирации, а, р, у соответственно к осям Х:У:, зэдавае(Хи(М 4) = -180 мм; Уи(М 4) = -96 мм);ГХи(М 5) = 100 мм; Уи(М 5) = 184 мм);на третьей ракурсной рентгенограм 45) = 98 мм); Омм;У мм, Утся синтезировать методом яркостей в формате тКт= величине Ст элемента изоой 0,5 мм, томограмму сече- описываемого участком нтированной под углами ожительному направлению 5 оси странства, С противоположной стороны стены регистрируют разноракурсные рентгенограммы контролируемого фрагмента рентгеновскими пленками, помещаемыми на неподвижной плоскости регистрации, 5 расположенной на некотором расстоянии от стены. Перед просвечиванием в пространство между стенок и плоскостью регистрации размещают три рентгеноконтрастных маркера МЗ, М 4, М 5, Маркер МЗ, 10 выполненный в виде перекрестия, задающего начало системы коОрдинат Х(МЗ) = =У(МЗ) = 2(МЗ) = 0 мм помещают в плоскость регистрации, а маркеры М 4, М 5 - в точках пространства с координатами Х(М 4) = 15 =-100 мм; У(М 4) = -100 мм; 2(М 4) = 100 мм; Х(М 5) = 100 мм; У(М 5) = 100 мм; 2(М 5) = 100 мм.Всего получают четыре разноракурсных рентгенограммы фрагмента объекта совме. стно с изображениями маркеров МЗ, М 4, 20 М 5. Рентгенограммы считывают телекамерой и через аналогоцифровой преобразова.тель вводят в блок массовой памяти цифрового вычислительного комплекса обработки изображений типа "РЕВСО Ой" в 25 форматер х Ьт = 1024 х 1024 элемента при величине Ср элемента, равной 0,5 мм, таким образом, чтобы ориентация строк совпадала с направлением оси Х, а центр изображений находился в элементе(КР =513, Р =513) 30 На видеомониторе визуализируют ракурс-" ные рентгенограммы, Световым пером от- .мечают положения ракурсных изображений маркеров М 4 и М 5, фиксируя тем самым в блоке памятиих коордийаты, например: на 35 первой ракурсной рентгенограмме:(Ук; -(об)п= 2660000 1% 174 мм. менту ( р = 513-3/0,5=5=165) и;ной рентгенограмме то соответствует э 507; асср = 513-174/ а второй п=2 ракур Ап=1 00(-100Б и= 1 00(1 00Вп=100 100 180)=8000 мм; 100) = 0 мм; 100+180)=2800000 мм;=У(обц) = 0 мм; 2(обц) = 200 мм,Покажем процедуру томосинтеза напримере синтеза изображения элемента=-26,5 мм;У, -1(об) = - (-0,5 2560,50,52- 0,5 256) =-155,5 мм;2 к, 1-1(об) = 200 - 0,5 256 0,71 = 109 мм,Определяют по формуле (2) на каждойиз И=4 ракурсных рентгенограмм координаты точек, отображающих центр элемента-.11 б мм;что соответствует элементу р - 513- 83,5/0,5=346: Кр=513-176/0,5=161)п=2;для третьей и четвертой ракурсной рентгенограмм вычисления дают следующие результаты:Хк; 1-1(обп= -8,0 мм,У, -1(об)Ь-з = -240 мм;ХЪ; 1-1(об)1 п= -64 мм;Ук; )-1(об)п= -232 мм,что соответствует (р 497; Кр 33)оэлементу третьей п=З ракурсной рентгенограммы и (р=385; р)пэлементу четвертой п=4 ракурсной рентгенограммы, Суммируют видеосигналы 1 р вычислительных элементов ракурсных рентгенограмм, получая значение Ь видеосигнала элемента (Ь=1;1:=1) визуализируемого сечения.Повторяя описанную процедуру для остальных элементов визуализируемого сечения, получают двумерный набор значений яркостей, представляющей собой искомую томограмму контролируемого обьекта.Предлагаемый способ получения томограмм, включающий расположение фокуса излучателя в произвольных точках пространства, независимых от положения плоскости регистратора, и определяемых конфигурацией объекта и практическими ограничениями геометрии просвечивания, размещение в пространстве между обьектом и плоскостью регистратора, по меньшей мере двух рентгеноконтрастных маркеров, и по меньшей мере одного маркера - в плоскости регистрации, фиксацию пространственных координат маркеров относительно системы координат, задаваемой маркером, расположенным в плоскости регистратора, регистрацию ракурсных рентгенограмм объекта в присутствии рентгеноконтрастных маркеров, поточечный синтез томограмм желаемых сечений путем определения по положениям ракурсных изображений маркеров координат соответствующих точек ракурсных рентгенограмм, отображающих каждую из точек визуализируемого сечения объекта по формулеХ(обп " х, м 51 А - х, м 4) Б,)г о 5) -х(об в,Ап - Бг 2 (об) -3 У(об-УЯЕ 10 где Х(об); У(об); Е(об) - координаты точки визуализируемого сечения: Х(об)п; У(об)1 - координаты изображения точки визуализируемого сечения на и-й ракурсной рентгенограмме; Х(М 4); У(М 4); Е(М 4) - координаты 15 первого маркера; Х(М 5); У(М 5); 2(М 5) - координаты второго маркера; Хп(М 4); Уп(М 4) - координаты изображения первого маркера на и-й ракурсной рентгенограмме; Хл (М 5); Уп(М 5) - координаты изображения 20 второго маркера на п-й ракурсной рентгенограмме; п-номер позиции фокуса излучателя (номер ракурса); А=У(М 5) Х(М 4)- - Хп(М 4; Бп=7(М 4)Х(М 5) - Х п(М 5; Вл= =7(М 4). Е(М 5) - Хп(М 5) - Хп(М 4: Гп=Е(М 5) 25 У(М 4) - Уп(М 4): Еп=Е(М 4) с(М 5) У"(М 5) -- Уп(М 4 Д = Е(М 4) У(М 5) У п(М 5 и придания точке сечения значения видеосигнала, полученного при обработке значений видеосигналов .соответствующих 30 ракурсныхточек с выявленными координатами, позволяет расширить класс объектов, доступных томографическому контролю за счет расположения фокуса излучателя, независимо от ориентации плоскости регист рации, и повысить информативность контроля за счет получения томограмм сечений произвольной формы и ориентации.Применение данного способа наиболееэффективно в контроле конструкций. пре пятствующих взаимному ориентированию элементов устройства рентгенографирования, либо в иных случаях, исключающих применение плоскопараллельной геометрии просвечивания, необходимой для осуществ ления известных ранее способов томосинтеза. Возможность синтеза томограмм различного наклона к плоскости регистрации позволяет надежно контролировать произ. вольно ориентированные протяженные 50 дефекты, слабо обнаруживаемые при применении известных способов томосинтеза.-соотй перФормула изобретения Способ получения томограммы объекта, заключающийся в просвечивании объекта рентгеновским излучением при различных положениях фокуса излучателя относительно объекта, регистрации ракурсных рентгенограмм обьекта в присутствии рентгеноконтрастных маркеров, располагаемых в плоскости регистрации рентгенограмм и нэ известной глубине пространства между фокусом излучателя и плоскостью регистрации, поточечном синтеЗе томограмм путем определения по координатам ракурсных изображений маркеров координат соответствующих точек нэ ракурсных рентгенограммах и придания точкам томограммы значений видеосигналов, однозначно связанных со значениями видеосигналов в соответствующих точках ракурсных рентгде Х(об), У(об), 2(об визуализируемого сеч(Х(об)п, У(об)п жения соответствующ сной рентгенограмме Х(М 4), У(М 4), 2(М 4 соответственно коорд рого маркеров в прос тов и плоскостью рег Хп(М 4), Уп(М 4) и ветственно координагенограмм, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения класса обьектов, доступных томографическому контролю, за счет размещения фокуса излучателя в про извольных точках трехмерного пространства и увеличения информативности контроля за счет получения томограмм сечений произвольной формы и ориентации, определяют двумерные координаты не менее чем 10 двух маркеров, расположенных в пространстве между объектом и плоскостью регистратора, в плоскости, параллельной плоскости регистрации, относительно сис-темы координат, задаваемой маркерами, 15 расположенными в плоскости регистратора, а при синтезе каждой точки томограммц визуализируемого сечения объекта координаты соответствующих точек на ракурсных рентгенограммах определяют по формулам 20 о и второго указанных маркеровкурсной рентгенограмме; п -номер ракурса,1 122 оставитель А, Поповехред М,Моргентал актор С, Кулако Корректор А, Козориз За при ГКНТ С роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 1 504 ТиражНИИПИ Государственного комитет113035, Москва, Ж Подписноео изобретениям и откры5, Раушская наб 4/5
СмотретьЗаявка
4876865, 23.10.1990
РИЖСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ПОПОВ АЛЕКСАНДР АНАТОЛЬЕВИЧ, ШМЕЛЕВ АНДРЕЙ ВИКТОРОВИЧ, ЯНИСОВ ВИКТОР ВИКТОРОВИЧ, ЯНИСОВА ЛАРИСА КУЗЬМИНИЧНА
МПК / Метки
МПК: G03B 42/02
Метки: объекта, томограммы
Опубликовано: 07.02.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/8-1793422-sposob-polucheniya-tomogrammy-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ получения томограммы объекта</a>
Предыдущий патент: Устройство для автоматического выбора кадра в диапроекторе
Следующий патент: Способ антистатической обработки фотографических материалов
Случайный патент: Секция хлопкоуборочного аппарата