Материал: Симонов Томографические измерителные информационные системы 2011
Падающий пучок нейтронов
|
Фильтр из кадмия |
10° |
Связка из 91 тепловыделяющего |
|
элемента, сориентированная |
под углом 10° к направлению 
пучка нейтронов
р |
|
|
|
е |
|
|
|
м |
|
|
|
з |
|
|
|
а |
м |
||
р |
|||
с |
|||
й |
|
||
|
8 |
||
ы, |
|||
н |
5 |
||
ь |
|||
л |
|||
а |
|||
е |
|||
Р |
|||
а
Затемненные элементы имеют пустые секции
Фильтр из гадолиния Фольга из индия Экран из кадмия
б |
|
|
|
|
|
|
в |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Рис. 1.19. Нейтронная радиограмма и томограмма топливной связки
Эмиссионные измерения используются для восстановления поля коэффициентов испускания турбулентного водороднокислородного пламени. Интересна схема компьютерной томографии для излучения нестационарных струйных течений [12] (рис. 1.20.)
36
Лазер
Рис. 1.20. Схема диагностики нестационарных струйных течений с помощью лазера
Одним из перспективных методов сбора данных и реконструкции изображения по проекциям является метод, основанный на использовании явления ядерного магнитного резонанса.
Когда объект исследования помещен в градиентное магнитное поле, то резонансная частота магнитного резонанса от ядер или неспаренных электронов зависит от величины приложенного в данном месте магнитного поля. Суммарный сигнал от области пересечения поверхности магнитного поля трехмерного объекта является одним из элементов одномерной проекции трехмерного сигнала. В поле с постоянным линейным градиентом график таких сигналов от частоты является одномерной проекцией полной интенсивности сигнала в направлении, перпендикулярном вектору градиента. Если изменять направление градиента поля, то можно получать данные и о других проекциях, и по ним восстановить двухили трехмерное изображение объектов. Для примера на рис. 1.21 приведены макетный объект в виде пластмассового диска диаметром 14 мм с N- образной полостью в нем, заполненной водой, а так же графики
37
нескольких проекций, полученные методом ядерного магнитного резонанса [3]. Реконструированное изображение этого макетного объекта приведено на рис. 1.22.
105° 
75° 
135° |
45° |
|
175° 
14 мм
y |
3 мм |
|
2 мм
15° 
z
B
x
Рис. 1.21. Изображение тест-объекта, а также выборочные спектры частей, являющиеся проекционными данными
Рис. 1.22. Изображение тест-объекта (рис. 1.21), реконструированное на 180 проекциях методом ядерного магнитного резонанса
38
На рис. 1.23 показан ЯМР-томограф на сверхпроводящем магните 0,5 Тл для всего тела человека, на рис. 1.24 изображения, получаемые на ЯМР-томографе.
Рис. 1.23. ЯМР-томограф со сверхпроводящим магнитом на 0,5 Тл
а |
б |
в |
Рис. 1.24. Томографические изображения мозга человека, полученные на ЯМР-томографе:
а – время поперечной релаксации атомов Т1; б – время продольной релаксации атомов Т2; в – плотность протонов водорода
39
Все большее развитие приобретает эмиссионная реконструктивная томография. Ее цель – количественно определить временные изменения в химических процессах, протекаемых в организме человека, и физиологических потоках инъектированных соединений, меченных радиоактивными изотопами. Здесь применяют два направления:
на основе цифровой гамма-камеры Энгера, где используют долгоживущие изотопы;
на основе ПЭТ-томографии, где используются, как правило, короткоживущие изотопы.
В обоих случаях распределение, которое необходимо восстановить, соответствует распределению радиоактивности в сечении объекта исследования, а измерения используются для оценки общей активности вдоль линии с известным положением. На рис. 1.25
и1.26 приведены снимки томографической гамма-камеры и ПЭТтомографа.
а |
б |
Рис. 1.25. Томографическая гамма-камера (а), имеющая две цифровых камеры Энгера. Определяется распределение изотопа по гамма-излучению (б)
Самые большие успехи достигнуты рентгеновской трансмиссионной компьютерной томографией. Суть ее можно изложить при помощи двух рисунков. На рис. 1.27 приведен эскиз типичной ус-
40