Томограф

.82. Бюллете Дата икования описания 1,0. н 1Б, РубЮ. в, А. А Дорофее имонов, Ю. И. А, В. пестря(72) Авторы изобретен сесоюзный научно-исследовательский п 1 оект онструкторский и технологический инстйтутпромышленности абельной) Заявитель 154) ТОИОГРА не Изобретение относится к устройст" вам для реконструктивной (компьютерной) томографии и предназначено для количественных интроскопических исследований различных. сред и медицинской диагностики с помощью ионизирую" ф щего излучения.Известны способы и устройства для реконструктивной томографии, которые содержат источники ионизирующего из" лучения, блоки регистрации, блоки предварительной обработки данных, усиления сигналов, преобразования их в цифровую Форму, фильтрации проекций, формирования томографического изображения, ЭВИ и средства отображеният 5 томографического изображения 11.Однако во всех устройствах процесс реконструкции томографического изображения, осуществляемый с помощью аналоговых или цифровых устройств и основанный на синтезе двумерного изображения из фильтрованных одномер-. ных измеренных проекций объекта,учитывает в полном объеме того,чторезультаты томографического обследования известны с некоторой погрешностью,а фильтрация экспериментальных результатов осуществляется с помощьюфильтра, характеристики которого недостаточно согласованы с погрешностью результатов измерений и качественными характеристиками томографического изображения. Это приводитк тому, что томографическое изображение может в ряде случает не отве"цать таким требованиям исследований,как визуализация малоконтрастныхнеоднородностей, отсутствие требуемого пространственного разрешения,что может привести к неоднозначности, например; медицинского диагноза.Во всех известных устройствах непредусматриваются средства для осуществления оперативного вмешательства в процесс формирования и реконструкции томографического изображе":ния, а также отсутствуют средства, 3 92827 позволяющие работать устройствам в диалоговом режиме.Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство для реконструктивной томо" графии, содержащее источник ионизирующего ( рентгеновского ) излучения и последовательно соединенные блок регистрации излучения, блок преобразования данных, блок фильтрации, 1 о блок формирования данных, ЭВИ и блок отображения томографического изображения 23.Недостаток известного устройства состоит в том, что отсутствует воз можность реконструировать томографическое изображение с учетом погрешности, непрерывно изменяющейся в процессе измерений, что приводит к большой погрешности получаемых результатов, низкому разрешению и слабой контрастности томографического изображения.Цель изобретения - повышение точности результатов, пространственного разрешения и контрастности томографического изображения путем использования адаптивного режима обработки информации в .процессе измерений, учитывающего с одной. стороны особенность исследуемого объекта, а с другой - изменения характеристик блока регистрации излучения в процессе измерения и установления соответствия между погрешностью результатов измерении, искажениями, вносимыми35 блоком регистрации излучения, и характерными особенностями реконструируемого томографического изображения.40Поставленная цель достигается тем, что томограф, содержащий источник ионизирующего излучения и последовательно соединенные блоки регистрации излучения, преобразования данных, фильтрации, формирования проекций, ЭВИ и блок отображения томографического изображения дополнительно содержит блоки аналоговой коррекции и Формирования фильтрующей Функции с двумя входами, а также блок формирования параметров фильтрации, причем первый вход блока аналоговой коррекции соединен с выходом блока регистрации излучения, выход соединен с входом блока преобразования данных, выход которого соединен с первым входом блока форми 7 фрования фильтрующей Функции, выходкоторого соединен с входом блокафильтрации, вход блока формированияпараметров фильтрации соединен сЭВМ и выходом блока формирования проекций,а его выход соединен с вторымйвходами блоков аналоговой коррекциии формирования фильтрующей функции.Блок аналоговой коррекции содержит два мультиплексора на первомвходе и выходе соответственно, навтором входе - формирователь корректирующей Функции, соединенный с мультиплексорами через синхронизатор,систему последовательно соединенныхдруг с другом пар интеграторов иумножителей, которые параллельноподключены к мультиплексорам, причем управляющие входы умножителейсоединены с выходом Формирователякорректирующей Функции, а управляющие входы интеграторов соединеныс выходом синхронизатора, вход которого подключен к первому входу блокааналоговой коррекции,Блок Формирования фильтрующейфункции содержит на первом входеблок быстрого преобразования фурье,последовательно соединенный с арифметическим устройством и блокомбыстрого обратного преобразованияФурье на выходе, причем арифметическое устройство снабжено числовымвходом, образующим второй вход блокаформирования фильтрующей функции.На фиг. 1 изображена блок-схематомографа; на фиг. 2 - схема блокааналоговой коррекции; на фиг. 3схема блока формирования фильтрующей Функции; на .Фиг. 4 - диаграммаработы блока аналоговой коррекции. Томограф (фиг.3) содержит источникионизирующего излучения, платформу 2 для установки исследуемого объекта, блок 3 регистрации излучения детекторы ионизирующего излучения, усилители, механическую систе. му сканирования и устройства их синхронизации, выход которого соединен с первым входом блока 4 аналоговой коррекции, выход которого через блок 5 преобразования данных соединен с первым входом блока 6 формирования Фильтрующей функции и входом блока 7 фильтрации, ко входу которого подключен выход блока 6, а выход блока 7 соединен через блок 8 формирования проекций с блоком 9 формирова 7 920277фильтрации, сигналы поступают наблок 20, осуществляющий быстрое обратное преобразование фурье отфильтрованных сигналов, которые поступаютна блок 8 формирования проекций ичерез блок 9 формирования параметровфильтрации и ЭВИ 10 на блок 11 отображения томографического изображения. Блок 9 с помощью первого процессора осуществляет поиск и анализ 10информативных признаков изображения. Второй процессор осуществляеткластеризацию изображения, третийпосле статистического анализа Формирует ковариационную матрицу, четвертый - осуществляет сегментациюизображения и пятый - формирует параметры фильтрации со, которые поступают в блоки 4 и б, Формирующие корректирующую и Фильтрующую функциисоответственно, причем синхронизацияработы всех процессоров осуществляетуправляюцая ЭВМ 10 с возможностьюоперативного вмешательства оператора через блок .11 отображения томографического изображения,Предложенный томограф реализуетадаптивный режим обработки регистрируемой инФормации в процессе измерения, который математически описывается выражениямиР (1)1 сс (Б 1)Р (Я) дэ(1)Х(х,у)= -"Р (х соэ 9+у 51 п 8) с 19,41где Р (1) о- фильтровалыные проекции 1т(х,у) - реконструированноетомографическое изображение;11(5-1) - фильтрующая функция,зависящая от параметров фильтрации4.0 , которые каждый раз выбираютсяна основе анализа погрешности результатов измерений и информативныхпризнаков, получаемого в процессеизмерений томографического изображения, причем параметры со такжепозволяют уменьшить погрешность ре 50зультатов путем их коррекции еще доих цифровой обработки.В известном устройстве вид фильтрующей функции к(5-1) априори задани не учитывает информации, получаеч 55мои в процессе измерений, что приводит к нежелательному подавлению высокочастотных составляющих спектраМР(ф , а значит - к потере информации о тонкой структуре томографического иэображения,Таким образом, томограФ, реализующий,режим адаптивной обработкиинформации в процессе измерений,позволяет повысить точность результатов, пространственное разрешениеи контрастность томографическогоизображения, поскольку производит реконструкцию каждой выделенной зоныизображения с адаптированными к этойзоне параметрами Фильтрации и осуществляет сегментацию реконструированного изображения в соответствиес требуемой целью исследований, что,в конечном счете, существенно повышает достоверность диагноза при использОвании томографа в медицинскойдиагностике.Формула изобретения1, Томограф, содержащий источник ионизирующего излучения и последовательно соединенные блок регистрации излучения, блок преобразования данных, блок фильтрации, блок отоб- ражения томографического изображения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности результатов, пространственного разрешения и контрастности томографического изображения путем использования адаптивного режима обработки регистрируемой информации в процессе измерений, томограф дополнительно содержит блоки аналоговой коррекции и Формирования Фильтрующей функции с двумя входами, а также блок формирования параметров фильтрации, причем первый вход блока аналоговой коррекции соединен с выходом блока регистрации излучения, выход соединен с входом блока преобразования данных, выход которого соединен с первым входом блока Формирования фильтрующей функции, выход которого соединен со входом блока Фильтрации, вход блока формирования параметров Фильтрации соединен с ЭВМ и выходом блока формирования проекций, а его выход соединен с вторыми входами блоков аналоговой коррекции и формирования фильтрующей функции.2, Томограф по и. 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что блок аналоговой коррекции содержит два мультиплексора на первом входе и выходе9282соответственно, на втором входе- формирователь корректирующей Функции, соединенный с мультиплексорами через синхронизатор, систему последовательно соединенных друг с другом пар ин теграторов и умножителей, которые параллельно подключены к мультиплексорам, причем управляющие входы умножителей соединены с выходом формирователя корректирующей функции, а уп равляющие входы интеграторов соединены с выходом синхронизатора, вход которого подключен к первому входу блока аналоговой коррекции.3. Томограф по п,1, о т л и ч а з ю щ и й с я тем, что блок формирования фильтрующей функции содержит 77 . 1 Она первом входе блок быстрого преобразования Фурье, последовательносоединенный с арифметическим устройством и блоком быстрого обратного преобразования Фурье на выходепричем арифметическое устройство .снабжено числовым входом, образующим второй .вход блока формированияфильтрующей функции.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. ВгооМз К.А. Роуз. Мед апОВго 1, 1976,21, р, 689-732.2. Проспект фирмы "51 ещепз"1 пГогщэй 1 оп оп Соярцйед ТощоцгарЬу,узСещз, Г 1 е 1 дз оГ Арр 11 сай 1 оп,р "5,выставка "Здравоохранение".928277 Составитель В, Мухинедактор Т, Парфенова Техред М. Надь Корректор НСтеЧ аказ 323 одписное 2/58 Тираж 719 ПНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий13035, Москва, И, Раущская наб. д, 4 Фириал ППП "Патент" Ужгород,. ул. Проектна ф ч Я 1ьФч4 сйЬ4