Материал: Симонов Томографические измерителные информационные системы 2011

Для уменьшения влияния полиэнергетичности и рассеянного излучения проводят калибровочные измерения водяных фантомов, и эти измерения участвуют в получении проекционных данных.

Для уменьшения влияния разброса от канала к каналу измерительного тракта и от ракурса к ракурсу на значение проекций проводят нормировочные измерения:

-вычитание значений “темнового тока” (ток детектора при отсутствии рентгеновского излучения) из рабочих и калибровочных измерений;

-деление рабочих измерений объекта исследования на измерения воздушного фантома для уменьшения влияния разброса передаточных коэффициентов от канала к каналу измерительного тракта;

-деление рабочих измерений объекта исследования на измерения опорных детекторов для уменьшения влияния вибуляции рентгеновского излучения во время сканирования от ракурса к ракурсу;

-деление рабочих измерений объекта исследования на поправочные коэффициенты, учитывающие нелинейность измерительных каналов.

На рис. 5.3 показана обобщенная схема предварительной обработки измерительных данных.

Рис. 5.3. Схема предварительной обработки измерительных данных:

1 – вычитание подставки “темнового тока” Jт из рабочих Jx, нормировочных измерений воздушного фантома J0, калибровочных измерений водяного фантома Jв; 2 – логарифмирование; 3 – нормировка каналов по воздушному фантому; 4 – калибровка по водяному фантому; 5 – нормировка ракурсов по опорным детекторам; 6 – нормировка на нелинейность каналов; 7 – калибровка по уменьшению влияния полиэнергетичности излучения

376

5.2.Структура построения и принципы взаимодействия систем

На рис. 5.4 показана общая структурная схема расположения томографа РКТ-01.

Рис. 5.4 Структурная схема расположения томографа РКТ-01

377

При аппаратной реализации томографического принципа получения изображения в “срезе” необходимо, по крайней мере, создавать две системы: систему томографических измерений (СТИ) и систему обработки результатов моделирования и отображения их в виде изображения (СОРИ). Поэтому по целевому назначению исходя из принципов КТ при создании томографа РКТ-01 разрабатывались две вышеуказанные системы.

ВСТИ можно отнести следующие комплексы:

электромеханический (ЭМК);

рентгеновского излучения и коллимации (РИК);

детекторный (Д);

управления и автоматики (УА);

вычислительно-отображающий (ВОК);

математического обеспечения (МО);

первичного электропитания (ПЭ);

центральный пульт (ЦП);

устройство твердой копии (УТК).

Эти комплексы разделены на более мелкие функциональные узлы и системы, которые можно разделить в свою очередь на блоки и элементы. Все это свидетельствует о сложности томографических систем таких, как РКТ-01.

На рис. 5.5 представлена функциональная схема томографа РКТ-01.

Комплекс первичного питания (ПЭ) ЗЭМК-2 мощностью 18 кВт, 380 В, 50 Гц обеспечивает высоковольтным электропитанием 120 кВ, током до 500 мА рентгеновскую трубку 60БД 33-120 типа “Кертом” или (G 1094 “Вариан”, США) через систему питания 4УВДК.565.316.000 и низковольтным питанием (переменным и постоянным) различные блоки.

Системы и блоки томографа:

коллиматор 1 Р13.04.000/200;

блок детекторов 2 РЮ5–Р18;

блок сбора данных 3 Р801–Р13;

вычислительно–отображающий комплекс ВОК Р13.11.600;

блок управления и автоматики УА Р803–Р3;

стол пациента 13 Р13.10.000;

система вращения платформы сканера 16 РИФЦ.303.251.00;

378

центральный пульт ЦП Р13.11.000;

система наклона сканера 12 Р87–Р13.03.000.

Рис. 5.5. Функциональная схема томографа РКТ-01:

1 – коллиматор; 2 – блок детекторов; 3 – блок сбора данных; 4 – система питания; 5 – спецпроцессор томографического изображения; 6 – дисплей высокого разрешения; 7 – блок архивирования; 8 – центральный процессор; 9 – дисплей; 10 – лазерный принтер; 11 – пленочная камера; 12 – устройство наклона сканера 13 – стол пациента; 14 – ложемент; 15 – датчик ракурсов; 16 – подшипник вращения сканера; 17 – рентгеновская трубка

379

Рентгеновская трубка 17 (см. рис. 5.5) совместно с высоковольтной системой питания 4 обеспечивает рентгеновское излучение в виде импульсов τи =3,5 мс и частотой fи = 100 Гц посредст-

вом подачи сигнала с 4 на отпирающую сетку трубки 17. В свою очередь, информация для обеспечения излучения поступает с датчика ракурсов 15 Р13.00.420 сканирующего устройства.

Рентгеновское излучение коллимируется необходимой толщины 2; 5; 10 мм, развала веера (≈47°), спектра (Аl 1,5 мм) коллиматором 1. Управление необходимыми параметрами коллиматора проводится через УА.

Излучение поступает на блок детекторов 2, проходя через объект исследования, который вводится в гентри сканера на рентгенопризрачном ложементе 14 ФЕКЕ305 стола пациента 13. Управление подъемом стола на необходимую высоту (до 400 мм) и вводом ложемента в гентри (до 1200 мм) проводится как в режиме топографирования, так и томографирования через УА и дисплей 9 с центральным процессором 8 центрального пульта ЦП.

В блоке детекторов излучение преобразуется в аналоговый сигнал, пропорциональный заряду, накопленному за время импульса излучения, на собирающем электроде.

Аналоговые сигналы с единичных детекторов ( N =512) поступают в блок сбора данных 3, где преобразуются в цифровой код (14 разрядов мантисса, 2 разряда порядок). Цифровые коды единичных детекторов (N = 512) для каждого ракурса (М = 600 или 1200) образуют “сырые” данные проекции, т. е. вектор-строку 1×512 16 разрядных слов, а для всех ракурсов – матрицу “сырых” данных 600×512 (или 1200×512) 16 разрядных слов. Управление блоком сбора данных (запуск, сброс) осуществляется от датчика ракурсов 15.

Цифровые коды “сырых” данных в масштабе реального времени сканирования поступают в спецпроцессор реконструкции изображения вычислительно-отображающего комплекса ВОК.

Спецпроцессор проводит:

предварительную обработку рабочих, нормировочных и калибровочных “сырых” данных с образованием матрицы проекционных данных Pij 600×512 или (600×1200) 28 разрядных слов;

380