RU125366U1

RU125366U1 - SYSTEM OF DYNAMIC RESTORATION OF IMAGES OF OBJECTS AT COMPUTER TOMOGRAPHY

Info

Publication number: RU125366U1
Application number: RU2012122979/08U
Authority: RU
Inventors: Юрий Соломонович Попков; Алексей Юрьевич Попков; Анатолий Николаевич Романов
Filing date: 2012-06-05
Publication date: 2013-02-27

Abstract

Полезная модель относится к области вычислительной техники, в частности, системе динамического восстановления изображений объектов при компьютерной томографии.The invention relates to the field of computer technology, in particular, the system of dynamic recovery of images of objects by computed tomography.

Техническим результатом является повышение быстродействия системы путем исключения необходимости поиска эталонных описаний послойных срезов изображений объектов по всей базе данных сервера системы.The technical result is an increase in system performance by eliminating the need to search for reference descriptions of layer-by-layer image slices of objects across the entire system server database.

Технический результат достигается тем, что система содержит модуль приема данных послойных срезов изображений объекта, модуль селекции опорных адресов записей эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, модуль управления выборкой данных базы знаний, модуль ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, модуль идентификации данных послойных изображений срезов объектов, модуль приема данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, первый и второй модули модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, модуль интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы. 15 ил. The technical result is achieved by the fact that the system contains a module for receiving data from layer-by-layer slices of object images, a module for selecting reference addresses for records of standard layer-by-layer descriptions of image slices of objects, a module for managing data retrieval of the knowledge base, a module for maintaining a database of standard layer-by-layer descriptions for image slices of objects, a module for identifying data layer by layer images of slices of objects, the module receiving data reference descriptions of layered slices of images of objects, the first and second modules of the modification ad s record and read data system server database module integration signal recording and reading data server database system. 15 il.

Description

Томография (от греческого tomos - сечение, слой) - метод исследования внутренней структуры различных объектов (промышленных изделий, минералов, биологических тел и т.п.), заключающийся в получении послойных изображений объекта при облучении его рентгеновскими лучами, ультразвуком или др. излучениями. Соответственно различают рентгеновскую томографию (радиационную), ультразвуковую, оптическую, магниторезонансную томографию и др.Tomography (from the Greek tomos - section, layer) is a method of studying the internal structure of various objects (industrial products, minerals, biological bodies, etc.), which consists in obtaining layer-by-layer images of an object when it is irradiated with X-rays, ultrasound or other radiation. Accordingly, x-ray tomography (radiation), ultrasound, optical, magnetic resonance tomography, etc. are distinguished.

При томографической регистрации изображения какого-либо слоя объекта источник излучения (например, рентгеновская трубка) движется прямолинейно или по кругу в плоскости, параллельной регистрируемому слою, над объектом. Регистрирующий материал, обычно фотопленка, движется позади объекта в плоскости, также параллельной плоскости движения источника, по аналогичным (подобным) траекториям, но в обратном направлении. Этим достигается стабилизация положения изображения регистрируемого слоя на фотоматериале, с одновременным размазыванием очертаний других слоев.When tomographic registration of an image of an object layer, the radiation source (for example, an X-ray tube) moves in a straight line or in a circle in a plane parallel to the detected layer above the object. The recording material, usually photographic film, moves behind the object in a plane, also parallel to the plane of the source, along similar (similar) trajectories, but in the opposite direction. This is achieved by stabilizing the position of the image of the recorded layer on the photographic material, with the simultaneous spreading of the outlines of the other layers.

Получение компьютерной томограммы (среза) на выбранном уровне основывается на выполнении следующих операций:Getting a computer tomogram (slice) at a selected level is based on the following operations:

- формирование требуемой ширины рентгеновского луча (коллимирование);- formation of the required width of the x-ray beam (collimation);

сканирование пучком рентгеновского излучения, осуществляемого движением (вращательным и поступательным) вокруг неподвижного объекта устройства «излучатель - детекторы»;X-ray beam scanning carried out by movement (rotational and translational) around a fixed object of the “emitter-detectors” device;

- измерение излучения и определение его ослабления с последующим преобразованием результатов в цифровую форму;- measurement of radiation and determination of its attenuation with the subsequent conversion of the results into digital form;

машинный (компьютерный) синтез томограммы по совокупности данных измерения, относящихся к выбранному слою;machine (computer) tomogram synthesis on the totality of measurement data related to the selected layer;

- построение изображения исследуемого слоя на экране видеомонитора (дисплея). Пример рентгеновской компьютерной томограммы показан на фиг.9.- construction of the image of the investigated layer on the screen of the video monitor (display). An example of an X-ray computed tomogram is shown in FIG.

Строго коллимированный пучок рентгеновского излучения проходит только через ту плоскость, которая интересует врача (фиг.10). При этом регистрация рассеянного излучения сведена к минимуму, что значительно улучшает визуализацию тканей, особенно мало контрастных.A strictly collimated X-ray beam passes only through the plane that interests the doctor (Figure 10). At the same time, the registration of scattered radiation is minimized, which significantly improves the visualization of tissues, especially few contrasting ones.

Снижение регистрации рассеянного излучения при компьютерной томографии осуществляется коллиматорами, один из которых расположен на выходе рентгеновского пучка из трубки, другой - перед сборкой детекторов. Пример схемы рентгеновской компьютерной томографии показан на фиг.10. На чертеже показаны излучатель 1, круговой ячеистый детектор 2, компьютер 3 и систему 4 получения изображения.The reduction of the registration of scattered radiation in computed tomography is carried out by collimators, one of which is located at the output of the x-ray beam from the tube, the other before the assembly of the detectors. An example of an X-ray computed tomography scheme is shown in FIG. The drawing shows an emitter 1, a circular cellular detector 2, a computer 3 and an image acquisition system 4.

Известно, что при одинаковой энергии рентгеновского излучения материал с большей относительной молекулярной массой будет поглощать рентгеновское излучение в большей степени, чем вещество с меньшей относительной молекулярной массой. Подобное ослабление рентгеновского пучка может быть легко зафиксировано.It is known that, with the same x-ray energy, a material with a higher relative molecular weight will absorb x-rays more than a substance with a lower relative molecular weight. Such a weakening of the x-ray beam can be easily fixed.

Однако на практике мы имеем дело с совершенно неоднородным объектом - телом человека. Поэтому часто случается, что детекторы фиксируют несколько рентгеновских пучков одинаковой интенсивности в то время, как они прошли через совершенно различные среды.However, in practice we are dealing with a completely heterogeneous object - the human body. Therefore, it often happens that the detectors record several X-ray beams of the same intensity as they pass through completely different media.

Это наблюдается, например, при прохождении через однородный объект достаточной протяженности и неоднородный объект с такой же суммарной плотностью. При вращении рентгеновской трубки вокруг тела пациента детекторы регистрируют 1,5-6 млн. сигналов из различных точек (проекций) и, что особенно важно, каждая точка многократно проецируется на различные окружающие точки.This is observed, for example, when passing through a homogeneous object of sufficient length and a heterogeneous object with the same total density. When the x-ray tube rotates around the patient's body, the detectors register 1.5–6 million signals from different points (projections) and, most importantly, each point is projected repeatedly to different surrounding points.

При регистрации ослабленного рентгеновского излучения на каждом детекторе возбуждается ток, соответствующий величине излучения, попадающего на детектор. В системе сбора данных ток от каждого детектора преобразуется в цифровой сигнал и после усиления подается в ЭВМ для обработки и хранения. Только после этого начинается собственно процесс восстановления изображения.When registering the attenuated X-ray radiation at each detector, a current is excited corresponding to the magnitude of the radiation entering the detector. In the data acquisition system, the current from each detector is converted into a digital signal and, after amplification, is fed to a computer for processing and storage. Only after this begins the actual process of image restoration.

Восстановление изображения среза по сумме собранных проекций является чрезвычайно сложным процессом, и конечный результат представляет собой некую матрицу с относительными числами, соответствующую уровню поглощения каждой точки в отдельности.Restoration of a slice image from the sum of the collected projections is an extremely complicated process, and the end result is a certain matrix with relative numbers corresponding to the level of absorption of each point separately.

В компьютерных томографах применяются матрицы первичного изображения 256×256, 320×320, 512×512 и 1024×1024 элементов. Качество изображения растет при увеличении числа детекторов, увеличении количества регистрируемых проекций за один оборот трубки и при увеличении первичной матрицы.In computer tomographs, matrices of the primary image of 256 × 256, 320 × 320, 512 × 512 and 1024 × 1024 elements are used. The image quality grows with an increase in the number of detectors, an increase in the number of registered projections per tube rotation and an increase in the primary matrix.

Увеличение количества регистрируемых проекций ведет к повышению лучевой нагрузки, применение большей первичной матрицы - к увеличению времени обработки среза или необходимости устанавливать дополнительные специальные процессоры видеоизображения.An increase in the number of registered projections leads to an increase in radiation exposure, the use of a larger primary matrix increases the processing time of the slice or the need to install additional special video image processors.

За одно сканирование получают два соприкасающихся между собой среза толщиной 10 мм каждый. Картина среза восстанавливается на матрице размером 160×160. Полученные коэффициенты поглощения выражают в относительных единицах шкалы, нижняя граница которой (-1000 ед.Н.) (ед.Н. - единицы Хаунсфильда или числа компьютерной томографии) соответствует ослаблению рентгеновских лучей в воздухе, верхняя (+1000 ед.Н.) - ослаблению в костях, а за ноль принимается коэффициент поглощения воды.In one scan, two adjoining slices 10 mm thick each are obtained. The slice picture is restored on a 160 × 160 matrix. The obtained absorption coefficients are expressed in relative units of the scale, the lower limit of which (-1000 units N.) (units N. - Hounsfield units or computed tomography numbers) corresponds to the weakening of X-rays in the air, the top (+1000 units N.) - weakening in the bones, and the coefficient of water absorption is taken as zero.

Различные ткани мозга и жидкие среды имеют разные по величине коэффициенты поглощения. Например, коэффициент поглощения жира находится в пределах от - 100 до 0 ед.Н., спинномозговой жидкости - от 2 до 16 ед.Н., крови - от 28 до 62 ед.Н.Different brain tissues and fluids have different absorption coefficients. For example, the coefficient of fat absorption is in the range from - 100 to 0 units of N., the cerebrospinal fluid - from 2 to 16 units of N., blood - from 28 to 62 units of N.

Это обеспечивает возможность получать на компьютерных томограммах основные структуры органов и многие патологические процессы в них. Чувствительность системы в улавливании перепада рентгеновской плотности в обычном режиме исследования не превышает 5 ед.Н., что составляет 0,5%.This provides the ability to receive on computer tomograms the basic structures of organs and many pathological processes in them. The sensitivity of the system in capturing the x-ray density differential in the normal mode of research does not exceed 5 units of N, which is 0.5%.

На экране дисплея высоким значениям плотности (например, кости) соответствует светлые участки, низким - темные. Градационная способность экрана составляет 15-16 полутоновых ступеней, различаемые человеческим глазом. На каждую ступень, таким образом, приходится около 130 ед.Н.On the display screen, high density values (for example, bones) correspond to light areas, low - dark ones. Gradational ability of the screen is 15-16 semitone steps, distinguished by the human eye. Each step, therefore, accounts for about 130 units. N.

Качество визуализации анатомических образований и очагов поражения зависит в основном от двух факторов: размера матрицы, на которой строится томограмма, и перепада показателей поглощения. Величина матрицы может оказывать существенное влияние на точность диагностики. Так, количество ошибочных диагнозов при анализе томограмм на матрице 80×80 клеток составляло 27%, а при работе на матрице 160×160 - уменьшилось до 11%.The quality of visualization of anatomical structures and lesions depends mainly on two factors: the size of the matrix on which the tomogram is built, and the difference in absorption rates. The magnitude of the matrix can have a significant impact on the accuracy of diagnosis. Thus, the number of erroneous diagnoses in the analysis of tomograms on a matrix of 80 × 80 cells was 27%, and when working on a matrix of 160 × 160 - decreased to 11%.

Обычная рентгенография позволяет уловить минимальную разницу по плотности между соседними участками в 10-20%.Conventional radiography allows you to catch the minimum difference in density between adjacent areas of 10-20%.

Однако при очень значительном перепаде плотностей рядом расположенных структур возникают специфические для данного метода условия, снижающие его разрешающую способность, так как при построении изображения в этих случаях происходит математическое усреднение и при этом очаги небольших размеров могут быть не обнаружены. В связи с этим, возникает задача восстановления изображений объектов по полученным срезам.However, with a very significant difference in the densities of adjacent structures, conditions specific to this method occur, which reduce its resolution, since in the construction of the image in these cases a mathematical averaging occurs and, at the same time, foci of small dimensions may not be detected. In this regard, the problem arises of the restoration of images of objects from the obtained sections.

Известны технические решения поставленной задачи (1, 2).Known technical solutions to the problem (1, 2).

Первое из известных технических решений основано на проведении параллельной обработки составляющей каждого уровня разложения изображения, определении параметров яркостно - контрастного преобразования путем формирования функции коррекции уровней яркости и функции коррекции контраста, формировании матрицы коэффициентов контраста, реконструкции семейства матриц масштабированных коэффициентов коррекции контраста для пространственного согласования на каждом уровне коэффициентов коррекции со значениями детализирующей составляющей.The first of the known technical solutions is based on carrying out parallel processing of the component of each level of image decomposition, determining the parameters of the brightness - contrast conversion by forming a brightness level correction function and a contrast correction function, forming a matrix of contrast coefficients, reconstructing a family of matrices of scaled contrast correction coefficients for spatial matching at each the level of the correction coefficients with the values of the detail component .

Недостаток этого решения заключается в сложности его практической реализации в компьютерной томографии, обусловленной тем, что повышение визуальной информативности цифровых полутоновых изображений с помощью 3-х уровневой декомпозиции не может быть выполнено до восстановления цифрового изображения объекта по полученным срезам.The disadvantage of this solution lies in the complexity of its practical implementation in computed tomography, due to the fact that the enhancement of the visual information content of digital half-tone images using 3-level decomposition cannot be performed before the restoration of the digital image of an object from the resulting slice.

Известно и другое техническое решение, содержащее блок предварительной обработки данных, блок сравнения, первый блок накопления результатов, блок сопоставления с порогами, второй блок накопления результатов, блок перебора гипотез, переключатель режимов распознавания, блок формирования имитационной модели, блок формирования эмпирических моделей, блок траектории поиска решения, блок адаптации, блок управления, интерфейс оператора, первую, вторую и третью базы данных (2).Another technical solution is also known, which contains a data preprocessing unit, a comparison unit, the first results accumulation unit, a threshold matching unit, a second results accumulation unit, a hypotheses enumeration unit, a recognition mode switch, a simulation model generation unit, an empirical model generation unit, a trajectory block solution search, adaptation block, control unit, operator interface, first, second and third databases (2).

Последнее из перечисленных выше технических решений наиболее близко к описываемому техническому решению. Его недостаток заключается в недостаточно высоком быстродействии, обусловленном тем, что поиск данных, необходимых для восстановления изображений объектов распознавания, осуществляется по всем базам данных системы, что при их больших объемах делает невозможным работу системы в реальном масштабе времени.The last technical solution listed above is closest to the technical solution described. Its disadvantage lies in the insufficiently high speed, due to the fact that the search for data necessary for the recovery of images of recognition objects is performed on all databases of the system, which, with their large volumes, makes it impossible for the system to work in real time.

Цель полезной модели состоит в повышении быстродействия системы путем исключения необходимости поиска эталонных цифровых описаний изображений объектов по всей базе данных системы.The goal of the utility model is to improve system performance by eliminating the need to search for reference digital descriptions of object images across the entire system database.

Поставленная цель достигается тем, что в известную систему, содержащую модуль приема данных послойных срезов изображений объекта, информационный и синхронизирующий входы которого являются первыми информационным и синхронизирующими входами системы, при этом информационный вход модуля приема данных послойных срезов изображений объекта предназначен для приема данных послойных срезов изображений объекта, а синхронизирующий вход модуля приема данных послойных срезов изображений объекта предназначен для приема синхронизирующих сигналов занесения данных послойных срезов изображений объекта в модуль приема данных послойных срезов изображений объекта, модуль интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы, адресный выход которого является адресным выходом системы, первый синхронизирующий выход модуля интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы является первым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов управления на вход первого канала прерывания сервера базы данных системы, а второй синхронизирующий выход модуля интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы является вторым синхронизирующим выходом системы, предназначенным для выдачи сигналов управления на вход второго канала прерывания сервера базы данных системы, первый модуль модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, управляющий вход которого является первым управляющим входом системы, предназначенным для приема сигналов на выдачу данных, информационный выход первого модуля модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы соединен с первым информационным входом модуля интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы, первый и второй синхронизирующие входы которого подключены к первому и второму синхронизирующим выходам первого модуля модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, и второй модуль модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, управляющий вход которого является вторым управляющим входом системы, предназначенным для приема сигналов на выдачу данных, информационный выход второго модуля модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы соединен с вторым информационным входом модуля интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы, третий и четвертый синхронизирующие входы которого подключены к первому и второму синхронизирующим выходам второго модуля модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, модуль приема данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, информационный выход которого является информационным выходом системы, предназначенным для выдачи цифровых описаний послойных срезов изображений объектов на информационный вход сервера системы, отличающаяся тем, что с целью повышения быстродействия системы, она содержит модуль селекции опорных адресов записей эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, информационный вход которого соединен с первым информационным выходом модуля приема данных послойных срезов изображений объекта, а синхронизирующий вход модуля селекции опорных адресов записей эталонных послойных описаний срезов изображений объектов подключен к первому синхронизирующему входу системы, модуль ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, информационный вход которого соединен с первым информационным выходом модуля селекции опорных адресов записей послойных срезов изображений объектов, синхронизирующий вход модуля ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов подключен к синхронизирующему выходу модуля селекции опорных адресов записей послойных описаний срезов изображений объектов, информационный выход модуля ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов соединен с информационным входом модуля приема данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, синхронизирующий вход которого подключен к синхронизирующему выходу модуля ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, модуль идентификации данных послойных срезов изображений объектов, один информационный вход которого соединен с вторым информационным выходом модуля приема данных послойных срезов изображений объекта, другой информационный вход модуля идентификации данных послойных срезов изображений объектов подключен к информационному выходу модуля приема данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, а синхронизирующий вход модуля идентификации данных послойных срезов изображений объектов соединен с синхронизирующим выходом модуля ведения базы данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, и модуль управления выборкой данных базы знаний, информационный вход которого соединен со вторым информационным выходом модуля селекции опорных адресов записей эталонных послойных срезов изображений объектов, синхронизирующий вход модуля управления выборкой данных базы знаний подключен к синхронизирующему выходу модуля селекции опорных адресов записей эталонных послойных срезов изображений объектов, счетный вход модуля управления выборкой данных базы знаний соединен с первым тактирующим выходом модуля идентификации данных послойных срезов изображений объектов, первый выход модуля управления выборкой данных базы знаний подключен к счетному входу модуля ведения базы данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, а второй выход модуля управления выборкой данных базы знаний соединен с первым установочным входом модуля ведения базы данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, второй установочный вход которого подключен к второму тактирующему выходу модуля идентификации данных послойных срезов изображений объектов, а установочный выход модуля ведения базы данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов соединен с установочными входами модулей приема данных послойных срезов изображений объекта и управления выборкой данных базы знаний соответственно, при этом второй тактирующий выход модуля идентификации данных послойных срезов изображений объектов подключен к синхронизирующему входу первого модуля модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, а второй выход модуля управления выборкой данных базы знаний соединен с синхронизирующим входом второго модуля модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы.This goal is achieved by the fact that in a known system containing a module for receiving data layer-by-layer slices of an object, the information and synchronization inputs of which are the first information and synchronization inputs of the system, the information input of the module receiving data for layer-by-layer image slices of an object object, and the synchronization input of the receiving module of the data of the layer-by-layer slices of the object images is intended for receiving the synchronizing signal s entering the data of the layer-by-layer image slices of the object into the module of receiving the data of the layer-by-layer image slices of the object, the integration module of the data recording and reading signals of the database server of the system, the output output of which is the address output of the system is the first synchronization output of the system, designed to issue control signals to the input of the first channel of the system database interrupt, and watts The oops synchronization output of the data recording and reading integration module of the system database server is the second synchronization output of the system designed to issue control signals to the input of the second interrupt channel of the system database server, the first module to modify the write address and read data of the system server database, control input which is the first control input of the system, designed to receive signals for the issuance of data, the information output of the first module modification addr ESSs for recording and reading data from a system server database are connected to the first information input of an integration module for recording and reading data from a database server; the first and second synchronization inputs of which are connected to the first and second synchronization outputs of a first module to modify the write and read addresses of the database system, and the second module of the modification of addresses for recording and reading data from the database of the server system, whose control input is the second control input of the system You are intended to receive signals for data output, the information output of the second module of the write address and data read address module of the system server database is connected to the second information input of the record signal and data read integration module of the system database server, the third and fourth synchronization inputs of which are connected to the first and the second synchronization outputs of the second module of the modification of the address of the write and read data of the database of the server system, the module receiving data reference descriptions by layer image slices of objects whose information output is an information output of the system, intended for issuing digital descriptions of layer-by-layer image slices of objects to the information input of the system server, characterized in that, in order to improve system performance, it contains a module for selecting the reference addresses of records of the standard layer-by-layer image slice definitions objects whose information input is connected to the first information output of the data receiving module of the layer-by-layer slices of the object images, and The synchronizing input of the selection module of the reference addresses of the records of the reference layer descriptions of object image slices is connected to the first synchronizing input of the system; the module for maintaining the database of the standard layer-by-layer descriptions of object image slices, whose information input is connected to the first information output of the module for selecting the reference addresses of the records of the layer-by-layer object images, synchronizing the input of the module for maintaining the database of reference layer descriptions of object image slices is connected to synchronization to the control output of the selection module of the reference addresses of the records of layer-by-layer descriptions of object image slices; the information output of the database of reference data layer image descriptions of object image slices is connected to the information input of the data receiving module of the standard layer-by-layer descriptions of image object slices; the synchronization input is connected to the synchronizing output of the database management module standard layer-by-layer descriptions of image slices of objects, the data identification module of layer-by-layer image slices of Objects, one information input of which is connected to the second information output of the data acquisition module of the layer-by-layer image slices of an object, another information input of the data identification layer module of the image-by-layer image object is connected to the information output of the data reception module of the reference description of the layer-by-layer image data identification module image object slices are connected to the synchronization output of the module for maintaining the database of reference descriptions of layers image slices of the objects, and the knowledge base control module, the information input of which is connected to the second information output of the selection module of the reference addresses of the records of the reference layer image object slices, the synchronization input of the knowledge base selection module of the knowledge base database is connected to the synchronization output of the selection module of the reference addresses of the standard layer-by-layer records of image object slices, the counting input of the knowledge management module of the data sample is connected to the first clock output mode I identify the data of layer-by-layer image object slices, the first output of the knowledge base data management module is connected to the counting input of the database of reference descriptions of layer-by-layer image object slices, and the second output of the knowledge base data management module is connected to the first installation input of the reference database module. descriptions of layered images of objects, the second installation input of which is connected to the second clock output of the data identification module of the layered slice in the object images, and the installation output of the module for maintaining the database of reference descriptions of layer-by-layer slices of object images is connected to the installation inputs of the module for receiving data of layer-by-layer slices of object images and managing the knowledge base of the knowledge base, respectively, while the second clock output of the module for identifying data of layer-by-layer image slices of objects is connected to the synchronization input of the first module of the modification of the write and read addresses of the database of the server system, and the second output of the control module Ia sample knowledge base of data connected to the synchronization input of the second module modifications write address and the read system data base server.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена структурная схема системы, на фиг.2 - структурная схема модуля селекции опорных адресов записей эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, на фиг.3 - структурная схема модуля управления выборкой данных базы знаний, на фиг.4 - структурная схема модуля ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, на фиг.5 - структурная схема модуля идентификации данных срезов изображений объектов, на фиг.6 - структурная схема модулей модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, на фиг.7 - структурная схема формирователя опорного адреса базы данных сервера системы, на фиг.8 - структурная схема модуля интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы, на фиг.9 приведен пример, поясняющий процедуру формирования послойных срезов изображений объектов, на фиг.10 - показан пример формата файла среза послойного изображения, на фиг.11 - приведен пример формата заголовка файла среза послойного изображения, на фиг.12 приведен пример структурной схемы восстановления 3-х мерного изображения, на фиг.13 и 14 - приведены примеры пакета срезов для восстановления 3-х мерного изображения, на фиг.15 - приведен пример восстановленного трехмерного изображения с двухплоскостным вырезом.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 presents a block diagram of the system, figure 2 is a block diagram of the module selection of the reference addresses of the records of the reference layer descriptions of slices of images of objects, figure 3 is a block diagram of the control module selection of the knowledge base, figure .4 is a block diagram of a module for maintaining a database of reference layer-by-layer descriptions of image slices of objects, figure 5 is a block diagram of a module for identifying data of image slices of objects, figure 6 is a block diagram of modification modules addresses of recording and reading data of the system server database, FIG. 7 is a block diagram of the driver of the reference database server address of the system server; FIG. 8 is a block diagram of the integration module for recording and reading signals of the database server of the system; FIG. 9 shows an example , explaining the procedure for forming layer-by-layer slices of images of objects, figure 10 shows an example of the format of the slice file of the layer-by-layer image, figure 11 shows an example of the format of the header of the slice file of the layer-by-layer image; molecular recovery circuit 3-dimensional images 13 and 14 - are examples of sectioning the package to restore the 3-dimensional image, Figure 15 - shows an example of three-dimensional images reconstructed from the two-plane cut.

Система (фиг.1) содержит модуль 1 приема данных послойных срезов изображений объекта, модуль 2 селекции опорных адресов записей эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, модуль 3 управления выборкой данных базы знаний, модуль 4 ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов, модуль 5 идентификации данных послойных изображений срезов объектов, модуль 6 приема данных эталонных описаний послойных срезов изображений объектов, первый 7 и второй 8 модули модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы, модуль 9 интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы. На фиг.1 показаны информационный 10, синхронизирующий 11, первый 12, и 13 управляющие входы системы, а также информационный 14, адресный 15, первый 16 и второй 17 синхронизирующие выходы.The system (Fig. 1) contains a module 1 for receiving data of layer-by-layer slices of an object image, module 2 for selecting reference addresses of records of reference layer-by-layer descriptions of image slices of objects, module 3 for managing the data selection of a knowledge base, module 4 for maintaining a database of reference layer-by-layer descriptions for image slices of objects, a module 5 identifying data of layer-by-layer images of object slices, module 6 for receiving data of reference descriptions of layer-by-layer slices of object images, first 7 and second 8 modules for modifying the write and read addresses of data x system server database, module 9 integrates the signals for recording and reading data from the system database server. Figure 1 shows the information 10, the synchronization 11, the first 12, and 13 of the control inputs of the system, as well as the information 14, the address 15, the first 16 and the second 17 synchronization outputs.

Модуль 1 (фиг.1) приема данных послойных срезов изображений объектов выполнен в виде регистра, имеющего информационный 10, синхронизирующий 11 и установочный 20 входы, а также первый 21 и второй 22 информационные выходы.Module 1 (FIG. 1) of receiving data of layer-by-layer slices of images of objects is made in the form of a register having information 10, synchronizing 11 and installation 20 inputs, as well as the first 21 and second 22 information outputs.

Модуль 2 (фиг.2) селекции опорных адресов записей эталонных послойных описаний срезов изображений объектов содержит блок 40 памяти, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, дешифратор 41, элементы 42 - 44 И, первый 46 и второй 47 элементы задержки. На чертеже показаны информационный 48 и синхронизирующий 49 входы, а также информационные 50, 51 и синхронизирующий 52 выходы.Module 2 (FIG. 2) of selection of reference addresses of records of reference layer-by-layer descriptions of image slices of objects contains a memory block 40, made in the form of a permanent memory, a decoder 41, elements 42 - 44, the first 46 and second 47 delay elements. The drawing shows informational 48 and synchronization 49 inputs, as well as informational 50, 51 and synchronizing 52 outputs.

Модуль 3 (фиг.3) управления выборкой данных базы знаний содержит регистр 52, счетчик 53, компаратор 54, элемент 55 задержки. На чертеже показаны информационный вход 56, синхронизирующий вход 57, счетный вход 58 и установочный вход 59, а также первый 60 и второй 61 тактирующие выходы.Module 3 (Fig.3) control the sample of the knowledge base contains a register 52, a counter 53, a comparator 54, a delay element 55. The drawing shows the information input 56, the synchronization input 57, the counting input 58 and the setup input 59, as well as the first 60 and second 61 clock outputs.

Модуль 4 (фиг.4) ведения базы данных эталонных послойных описаний срезов изображений объектов содержит блок 30 памяти, счетчик 31, элементы 32, 33 ИЛИ, элементы 34, 45 задержки. На чертеже показаны информационный 64, синхронизирующий 65, счетный 66 и установочные 67, 68 входы, а также информационный 23, синхронизирующий 24 и установочный 25 выходы.Module 4 (FIG. 4) of maintaining a database of reference layer-by-layer descriptions of slices of object images contains a memory block 30, a counter 31, elements 32, 33 OR, delay elements 34, 45. The drawing shows information 64, synchronization 65, counting 66 and setting 67, 68 inputs, as well as information 23, synchronizing 24 and installation 25 outputs.

Модуль 5 (фиг.5) идентификации данных срезов послойных изображений объектов содержит компаратор 72 и элемент 73 задержки. На чертеже показаны информационные 74, 75 и синхронизирующий 76 входы, а также первый 77 и второй 78 выходы.Module 5 (FIG. 5) of identification of data of slices of layer-by-layer images of objects contains a comparator 72 and a delay element 73. The drawing shows the informational 74, 75, and sync 76 inputs, as well as the first 77 and second 78 outputs.

Модуль 6 (фиг.1) приема данных эталонных послойных срезов изображений объектов выполнен в виде регистра, имеющего информационный 26 и синхронизирующий 27 входы, а также информационный 14 выход.Module 6 (Fig. 1) of receiving data from reference layer-by-layer slices of object images is made in the form of a register having informational 26 and synchronizing 27 inputs, as well as informational 14 output.

Модули 7, 8 (фиг.6) модификации адресов записи и считывания данных базы данных сервера системы содержат формирователь 119 опорного адреса базы данных сервера системы, реверсивный счетчик 120, компаратор 121, сумматор 122, триггер 123, группу 124 элементов И, элементы 125-129 ИЛИ, элементы 130-135 задержки. На чертеже показаны синхронизирующий 114 и управляющий 115 входы, а также информационный 139, первый 140 и второй 141 синхронизирующие выходы.Modules 7, 8 (Fig. 6) of the modification of the write and read data addresses of the database of the server of the system contain the generator 119 of the reference address of the database of the server of the system, the reversible counter 120, the comparator 121, the adder 122, the trigger 123, the group of elements 124 And elements 125- 129 OR, delay elements 130-135. The drawing shows the synchronization 114 and the control 115 inputs, as well as the information 139, the first 140 and the second 141 synchronization outputs.

Формирователь 119 модулей 7 и 8 (фиг.7) опорного адреса базы данных сервера системы содержит блок 105 памяти, выполненный в виде постоянного запоминающего устройства, регистры 106, триггеры 107, элементы 108-109 И, элемент 110 ИЛИ, элементы 111-113 задержки. На чертеже показаны синхронизирующий 114 вход, а также информационный 118 и синхронизирующие 116, 117 выходы.Shaper 119 modules 7 and 8 (Fig.7) the reference address of the database of the server system contains a memory block 105, made in the form of a persistent storage device, registers 106, triggers 107, elements 108-109 AND, element 110 OR, elements 111-113 of delay . The drawing shows a sync 114 input, as well as information 118 and sync 116, 117 outputs.

Модуль 9 (фиг.8) интеграции сигналов записи и считывания данных сервера базы данных системы содержит группу 36 элементов ИЛИ и элементы 37-38 ИЛИ. На чертеже показаны первый 81 и второй 82 информационные, первый 83, второй 84, третий 85 и четвертый 86 синхронизирующие входы, а также адресный 15, первый 16 и второй 17 синхронизирующие выходы.Module 9 (Fig. 8) integrates the signals for recording and reading data from the system database server and contains a group of 36 OR elements and 37-38 OR elements. The drawing shows the first 81 and 82 second informational, the first 83, the second 84, the third 85 and the fourth 86 clock inputs, as well as the address 15, the first 16 and the second 17 clock outputs.

Система работает следующим образом.The system works as follows.

При вращении рентгеновской трубки вокруг тела пациента детекторы регистрируют сигналы из различных точек (проекций) и, что особенно важно, каждая точка многократно проецируется на различные окружающие точки (фиг.9).When the X-ray tube rotates around the patient's body, the detectors register signals from different points (projections) and, most importantly, each point is projected repeatedly to different surrounding points (Fig. 9).

При регистрации ослабленного рентгеновского излучения на каждом детекторе возбуждается ток, соответствующий величине излучения, попадающего на детектор. Характерное число детекторов 512 (1024). Система трубка - детекторы, вращаются на 3600 вокруг исследуемого объекта. При этом происходит сканирование 360-1200 проекций (ракурсов), с шагом соответственно 1-0,30. В процессе поворота рентгеновская трубка стреляет с длительностью 5-10 мс. Время полного поворота системы 2-10 сек.When registering the attenuated X-ray radiation at each detector, a current is excited corresponding to the magnitude of the radiation entering the detector. The characteristic number of detectors is 512 (1024). The tube system - detectors rotate around 3600 around the object under study. When this happens, 360-1200 projections (angles) are scanned, in increments of 1-0.30, respectively. In the process of turning the X-ray tube shoots with a duration of 5-10 ms. Time of full rotation of the system 2-10 seconds.

В системе сбора данных ток от каждого детектора преобразуется в цифровой сигнал и после усиления подается на информационный вход 17 системы в виде файла, имеющего специализированный формат, предусматривающий сохранение в файле изображения дополнительной информации о пациенте, исследовании, физических параметрах изображения и т.п. Пример структура данного формата представлен на фиг.11. В информационном поле могут содержаться следующие данные:In the data acquisition system, the current from each detector is converted into a digital signal and, after amplification, is fed to the system information input 17 as a file that has a specialized format for storing additional information about the patient, examination, physical image parameters, etc. in the image file. An example of the structure of this format is presented in figure 11. The information field may contain the following data:

- идентификационные данные пациента;- patient identification data;

- режимы, в которых было получено изображение;- modes in which the image was obtained;

- размер матрицы изображения Nx, Ny;- the size of the image matrix Nx, Ny;

- дата исследования;- research Date;

- разрешение изображения (бит/пиксель);- image resolution (bit / pixel);

- индивидуальный номер изображения и т.п.- individual image number, etc.

Матрица значений содержит изображение в специализированном формате.The matrix of values contains an image in a specialized format.

Имя файла изображения, тоже имеет специализированный формат, например, такой, как показан на фиг.11. В имени файла, первый символ (i или р) указывает на метод сохранения файла. (р - с сжатием, i - без сжатия). Последующие 7 символов являются уникальным номером пациента или исследования. В расширении файла, первый символ указывает на номер исследования, последующие две указывают на номер среза (измерения).The name of the image file also has a specialized format, for example, such as shown in FIG. 11. In the file name, the first character (i or p) indicates the method of saving the file. (p - with compression, i - without compression). The next 7 characters are the unique number of the patient or study. In the file extension, the first character indicates the number of the study, the next two indicate the number of the slice (measurement).

Таким образом, кодограмму файла на входе системы можно представить в следующем виде:Thus, the codogram of the file at the system input can be represented as follows:

КОДCODE КОДCODE Идентификатор номера среза (измерения)Slice Number ID (Measurement) Цифровое описание объекта облучения в заданной плоскости срезаDigital description of the object of irradiation in a given cut plane

Данная кодограмма заносится в регистр модуля 1 синхронизирующим импульсом, поступающим на вход 22 с синхронизирующего выхода системы. С выхода 170 модуля 1 код идентификатора номера среза поступает на информационный вход 48 модуля 2, откуда она выдается на вход дешифратора 41.This codogram is recorded in the register of module 1 by a synchronizing pulse, which arrives at the input 22 from the synchronizing output of the system. From the output 170 of module 1, the identifier code of the slice number is fed to the information input 48 of module 2, from where it is given to the input of the decoder 41.

Дешифратор 41 расшифровывает код идентификатора номера среза и подготавливает цепь прохождения сигнала с входа 49, открывая один из элементов 42-45 И. Для определенности положим, что высокий потенциал поступил на один вход элемента 42 И.The decoder 41 decrypts the identifier code of the slice number and prepares the signal transmission circuit from input 49, opening one of the elements 42-45 I. For definiteness, we assume that a high potential has arrived at one input of element 42 I.

Параллельно с этим, синхронизирующий импульс с входа 22 системы поступает на вход 49 модуля 2, где задерживается элементом 46 на время занесения входной кодограммы в модуль 1 и срабатывания дешифратора 41, и далее опрашивает состояния элементов 42-45 И.In parallel with this, the synchronizing pulse from the input 22 of the system is fed to the input 49 of module 2, where it is delayed by element 46 for the time it takes the input codogram to module 1 and the operation of the decoder 41, and further polls the states of elements 42-45 I.

Учитывая то обстоятельство, что открытым по одному входу будет только элемент 42 И, то пройдя этот элемент И, синхроимпульс поступает на вход считывания фиксированной ячейки памяти постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 40, где хранится код опорного адреса записей эталонных цифровых описаний срезов объектов исследования и количество подобных записей в модуле 4 базы знаний системы.Taking into account the fact that only element 42I will be open at one input, after passing this element I, the sync pulse arrives at the readout input of a fixed memory cell of a permanent storage device (ROM) 40, where the code of the reference address of records of reference digital descriptions of slices of objects of study and the number of such entries in module 4 of the system knowledge base.

Структура кодограммы, хранимой в фиксированной ячейке памяти ПЗУ, имеет следующий вид:The structure of a codogram stored in a fixed ROM memory cell is as follows:

КОДCODE КОДCODE Опорный адрес знаний эталонных описаний изображений срезовReference address of knowledge of reference descriptions of images of slices Количество записей эталонных описаний срезовThe number of records of reference descriptions of slices

Код опорного адреса записей эталонных описаний объектов срезов данного типа из ПЗУ 40 считывается на выход 50 и далее через вход 64 модуля 4 поступает на информационный вход счетчика 31, а код количества записей считывается на выход 51 и далее через вход 56 модуля 3 поступает на информационный вход регистра 52.The reference address code of the reference descriptions of slice objects of this type from ROM 40 is read to exit 50 and then through input 64 of module 4 to information input of counter 31, and the code of the number of entries is read to output 51 and then through input 56 of module 3 to information input register 52.

Параллельно с описанным процессом, тот же импульс считывания с выхода элемента 46 модуля 2 задерживается элементом задержки 47 на время считывания содержимого фиксированной ячейки ПЗУ 40 и затем с выхода 52 поступает на синхронизирующий вход 65 счетчика 31 модуля 4 и на синхронизирующий вход 57 регистра 52, фиксируя в них соответствующие считанные коды.In parallel with the process described, the same read pulse from the output of the element 46 of module 2 is delayed by the delay element 47 for reading the contents of the fixed cell of the ROM 40 and then from output 52 enters the clock input 65 of the counter 31 of module 4 and the clock input 57 of the register 52, fixing in them the corresponding read codes.

Код адреса с выхода счетчика 31 выдается на адресный вход блока 30 памяти. Одновременно с занесением кода опорного адреса записей эталонных описаний срезов объектов облучения данного типа в счетчик 31 модуля 4, синхронизирующий импульс с входа 65 проходит элемент 33 ИЛИ, задерживается элементом 34 на время занесения кода адреса в счетчик 31, и далее поступает на вход считывания блока памяти.The address code from the output of the counter 31 is issued to the address input of the memory block 30. Simultaneously with entering the code of the reference address of the records of reference descriptions of slices of irradiation objects of this type into module 31 of module 4, the synchronizing pulse from input 65 passes element 33 OR is delayed by element 34 while the address code is entered into counter 31 and then goes to the readout input of the memory block .

По этому сигналу считывается первая запись из ячейки опорного адреса записей эталонных описаний срезов данного типа и через выход 23 модуля 4 поступает на информационный 26 вход модуля 6, в который она заносится синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода 24 модуля 4 на вход 27 модуля 6.This signal reads the first record from the reference address cell of the reference descriptions of slices of this type and, via output 23 of module 4, enters informational 26 input of module 6, into which it is entered by a synchronizing pulse coming from output 24 of module 4 to input 27 of module 6.

Таким образом, в модуле 6 будет находиться содержание первой записи эталонных описаний срезов данного типа, а в модуле 1 к этому моменту времени уже находится цифровое описание среза объекта, поступившего на вход системы.Thus, in module 6 there will be the contents of the first record of reference descriptions of slices of this type, and in module 1 by this time point there is already a digital description of the slice of the object arriving at the input of the system.

Цифровое описание среза объекта облучения, поступившее на вход системы, с выхода 22 модуля 1 поступает на информационный вход 74 модуля 5, а содержание первой записи эталонных описаний срезов объектов данного типа с выхода модуля 6 поступает на другой информационный вход 75 модуля 5.The digital description of the slice of the irradiation object entered at the system input from the output 22 of module 1 is fed to information input 74 of module 5, and the content of the first record of reference descriptions of slices of objects of this type from the output of module 6 goes to another information input 75 of module 5.

Параллельно с этим процессом, синхронизирующий импульс с выхода 24 модуля 4 поступает на синхронизирующий 76 вход модуля 5, где задерживается элементом 73 на время занесения кода в модуль 6, и далее поступает на синхронизирующий вход компаратора 72.In parallel with this process, the synchronizing pulse from the output 24 of module 4 is fed to the synchronizing 76 input of module 5, where it is delayed by element 73 while the code is being written to module 6, and then fed to the synchronizing input of comparator 72.

По этому синхроимпульсу компаратор 72 сравнивает входные коды и если цифровое описание среза объекта, находящиеся в модуле 6, не совпадает с цифровым описанием среза объекта модуля 1, то на выходе 77 модуля 5 появляется сигнал, который поступает на вход 58 модуля 3, где, во-первых, проходит на счетный вход счетчика 53, который подсчитывает число просмотренных записей из базы знаний модуля 4.According to this sync pulse, the comparator 72 compares the input codes and if the digital description of the object slice in module 6 does not match the digital description of the object slice of module 1, then the output 77 of module 5 produces a signal that goes to input 58 of module 3, where, - first, it passes to the counting input of the counter 53, which counts the number of records viewed from the knowledge base of module 4.

Во-вторых, этот же импульс задерживается элементом 55 на время срабатывания счетчика 53, и затем поступает на синхронизирующий вход компаратора 54, на один информационный вход которого с выхода регистра 52 подан код числа записей эталонных цифровых описаний срезов объектов данного типа, а на другой информационный вход код числа просмотренных записей с выхода счетчика 53.Secondly, the same impulse is delayed by the element 55 for the duration of the response of the counter 53, and then goes to the synchronizing input of the comparator 54, to one information input of which from the output of the register 52 a code of the number of records of reference digital descriptions of slices of objects of this type is fed, and to another information input code of the number of records viewed from the output of the counter 53.

Если число просмотренных записей, зарегистрированное счетчиком 53, меньше числа записей базы знаний модуля 4, то на выходе 60 модуля 3 появляется импульс. Данный импульс через вход 66 модуля 4 проходит на счетный вход счетчика 31, увеличивая на единицу опорный адрес базы знаний модуля 4.If the number of viewed records, registered by the counter 53, is less than the number of records of the knowledge base of module 4, then an output 60 appears at the output 60 of module 3. This pulse through the input 66 of module 4 passes to the counting input of counter 31, increasing by one the reference address of the knowledge base of module 4.

Кроме того, этот же импульс проходит элемент 33 ИЛИ, задерживается элементом 34 на время срабатывания счетчика 31, и вновь поступает на вход считывания блока 30 памяти. По этому сигналу вновь считывается содержимое очередной ячейки памяти по вновь сформированному адресу, выдается на информационный вход 26 модуля 6 и заносится в модуль 6 синхронизирующим импульсом, поступающим с выхода 24 модуля 4 на синхронизирующий вход 27 модуля 6.In addition, the same pulse passes the element 33 OR, is delayed by the element 34 for the duration of the response of the counter 31, and is again fed to the read input of the memory block 30. This signal again reads the contents of the next memory cell at the newly formed address, is issued to the information input 26 of module 6 and is entered into module 6 by a synchronizing pulse coming from the output 24 of module 4 to the synchronizing input 27 of module 6.

Описанный процесс считывания эталонных цифровых описаний срезов объектов данного типа из модуля 4 и сравнения их с цифровым описанием объекта данного типа в модуле 1 будет продолжаться до тех пор, пока не будут просмотрены все записи срезов в базе знаний модуля 4. Этот факт будет зафиксирован компаратором 54 модуля 3 выдачей сигнала на выход 61.The described process of reading reference digital descriptions of slices of objects of this type from module 4 and comparing them with the digital descriptions of objects of this type in module 1 will continue until all records of slices in the knowledge base of module 4 are viewed. This fact will be fixed by the comparator 54 module 3 by issuing a signal at output 61.

С выхода 61 модуля 3 сигнал, во-первых, поступает на вход 67 модуля 4, где проходит элемент 32 ИЛИ, и далее поступает как на установочный вход счетчика 31, сбрасывая его в исходное состояние, так и через выход 25 модуля 4 на установочные входы модулей 1 и 3.From the output 61 of the module 3, the signal firstly enters the input 67 of the module 4, where element 32 OR passes, and then goes both to the installation input of the counter 31, resetting it to its original state, and through the output 25 of the module 4 to the installation inputs modules 1 and 3.

Если же модуль 5 зафиксирует факт равенства входных кодов, что будет свидетельствовать о том, что входное цифровое описание среза объекта соответствует эталонному цифровому описанию среза объектов данного типа, то на выходе 78 модуля 5 появляется сигнал, который, во-первых, поступает на синхронизирующий вход 114 модуля 7, запуская процедуру документирования массива данных с цифровым описанием срезов объекта облучения.If module 5 records the fact of equality of input codes, which will indicate that the input digital description of the object slice corresponds to the reference digital description of the slice of objects of this type, then a signal appears at the output 78 of module 5, which, first, goes to the sync input 114 module 7, launching the procedure of documenting the data set with a digital description of the sections of the irradiated object.

С этой целью, входной сигнал поступает на одни входы элементов 108, 109 И, другие входы которых управляются потенциалами, поступающими с прямого и инверсного выходов триггера 107. Однако открытым по одному входу будет только элемент 108 И, так как на один из его входов подается высокий потенциал с инверсного выхода триггера 107, находящегося в исходном состоянии.To this end, the input signal is fed to one input of elements 108, 109 And, the other inputs of which are controlled by potentials coming from the direct and inverse outputs of the trigger 107. However, only the element 108 AND will be open at one input, since one of its inputs high potential from the inverse output of the trigger 107, which is in the initial state.

В результате синхронизирующий импульс с входа 114 проходит элемент 108 И, и поступает на вход фиксированной ячейки памяти ПЗУ 105, где хранится опорный адрес буферной зоны памяти сервера, отведенной для хранения записей с цифровым описанием среза объекта исследования. Тот же синхронизирующий импульс с выхода элемента 108 И задерживается элементом 111 на время считывания кода из ПЗУ 105, и, во-первых, поступает на синхронизирующий вход регистра 106, занося в него опорный адрес записи.As a result, the sync pulse from input 114 passes element 108 And, and enters the input of the fixed memory cell of ROM 105, where the reference address of the buffer zone of the server memory allocated for storing records with a digital description of the object being examined is stored. The same sync pulse from the output of the element 108 And is delayed by the element 111 at the time of reading the code from the ROM 105, and, first, enters the synchronizing input of the register 106, putting in it the reference address of the record.

Во-вторых, этот же импульс поступает на единичный вход триггера 107 и устанавливает его в единичное состояние, при котором элемент 108 И будет закрыт, а элемент 109 И - открыт. Тем самым будет подготовлена цепь прохождения следующего синхронизирующего импульса с входа 114.Secondly, the same impulse arrives at the single input of the trigger 107 and sets it in a single state, in which the element 108 And will be closed, and the element 109 And - open. This will prepare the circuit for passing the next clock pulse from input 114.

И, наконец, в-третьих, импульс с выхода элемента задержки 111 проходит элемент 110 ИЛИ, вновь задерживается элементом 112 на время занесения кода адреса в регистр 106 и далее поступает на выход 116 формирователя 119.And finally, thirdly, the pulse from the output of the delay element 111 passes the element 110 OR, is again delayed by the element 112 while the address code is entered into the register 106 and then goes to the output 116 of the driver 119.

Код адреса записи с выхода 118 формирователя 119 выдается на один вход сумматора 122, к другому входу которого подключен выход счетчика 120, соединенный также с одним входом компаратора 121, на другой вход которого постоянно подан «нулевой код».The address code of the record from the output 118 of the former 119 is given to one input of the adder 122, to another input of which the output of the counter 120 is connected, also connected to one input of the comparator 121, to the other input of which a “zero code” is constantly fed.

Синхронизирующий импульс с выхода 116 формирователя, во-первых, сразу же через элемент 125 ИЛИ поступает на синхронизирующий вход сумматора 122, который суммирует код опорного адреса с выхода 118 с нулевым кодом счетчика 120, находящегося к этому моменту времени в исходном состоянии и выдает оставшийся без изменения код адреса записи на вход элементов 124 И группы.The synchronizing pulse from the output 116 of the driver, first, immediately through the element 125 OR enters the synchronizing input of the adder 122, which summarizes the code of the reference address from the output 118 with the zero code of the counter 120, which is at this time in the initial state and gives out the remaining changes the address code of the entry to the elements 124 and group.

Во-вторых, этот же импульс проходит элемент 128 ИЛИ и поступает на прямой вход триггера 123, устанавливая последний в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода открываются элементы 124 И группы по другому входу, подключая тем самым выход сумматора 122 к выходу 139. В результате этого опорный адрес записи с входа 81 модуля 9 через элементы 36 ИЛИ группы выдается на адресный 15 выход системы.Secondly, the same pulse passes the element 128 OR and enters the direct input of the trigger 123, setting the latter in one state, in which elements 124 and groups open at a high potential from the direct output, thereby connecting the output of the adder 122 to output 139 As a result, the reference address of the entry from the input 81 of module 9 through the elements 36 OR of the group is output to the address 15 output of the system.

В-третьих, синхронизирующий импульс с выхода элемента 112 задержки формирователя 119 задерживается элементом 113 на время формирования итогового кода на адресном 15 выходе системы и через выход 140 модуля 7 поступает на вход 83 модуля 9, проходит элемент 37 ИЛИ и выдается на выход 16 системы в качестве сигнала управления записью.Thirdly, the synchronizing pulse from the output of the element 112 of the delay of the driver 119 is delayed by the element 113 at the time of formation of the final code at the address 15 output of the system and through the output 140 of the module 7 enters the input 83 of the module 9, passes the element 37 OR and is outputted to the output 16 of the system recording control signal quality.

Этот сигнал поступает на вход второго канала прерывания сервера базы данных, по которому сервер переходит на подпрограмму записи содержимого модуля 6 через информационный 14 выход системы в базу данных сервера системы по адресу, сформированному на выходе 15 системы.This signal is fed to the input of the second interrupt channel of the database server, through which the server goes to the routine for recording the contents of module 6 via informational 14 system output to the system server database at the address generated at system output 15.

Кроме того, импульс с выхода 117 элемента 130 задержки модуля 7 поступает на счетный вход счетчика 120, фиксируя первую запись, а также после задержки элементом 135 на время записи данных в базу данных системы, данный импульс проходит вход элемента 129 ИЛИ, устанавливая триггер 123 в исходное состояние. Возвращаясь в исходное состояние триггер 123 закрывает элементы 124 И группы по одному входу и, тем самым, отключает выход сумматора 122 от адресного 15 выхода системы.In addition, the pulse from the output 117 of the delay element 130 of the module 7 is fed to the counting input of the counter 120, fixing the first record, and after the delay by the element 135 for the time of writing data to the system database, this pulse passes the input of the element 129 OR, setting the trigger 123 the initial state. Returning to the initial state, the trigger 123 closes the elements 124 and groups of one input and, thereby, disables the output of the adder 122 from the address 15 output of the system.

Если же в процессе идентификации данных модуль 5 все же зафиксирует неравенство входных кодов после просмотра всех эталонных записей с данными срезов исследуемого объекта, что будет зафиксировано появлением сигнала на выходе 61 модуля 3, то этот сигнал поступает на вход 114 модуля 8 и запускает процедуру документирования входных данных исследуемого объекта в зону памяти базы данных сервера, отведенную для документирования всех случаев, связанных с ошибками в данных. Процедура документирования реализуется точно также, как она была описана в предыдущем случае.If, in the process of data identification, module 5 still records the inequality of the input codes after viewing all the reference records with the data of sections of the object under study, which will be fixed by the appearance of a signal at the output 61 of module 3, then this signal goes to the input 114 of the module 8 and starts documenting the input data of the object under investigation into the memory zone of the server database, reserved for documenting all cases related to errors in the data. The documentation procedure is implemented in the same way as it was described in the previous case.

В результате исследований на компьютерном рентгеновском томографе получается пакет изображений (срезов), которые несут в себе точную метрологическую информацию. При наличии достаточно большого количества срезов и зная шаг, с которым они производились можно восстановить 3-х мерное изображение исследуемого объекта.As a result of research on a computerized X-ray tomograph, a package of images (sections) is obtained that carry accurate metrological information. If there are a sufficiently large number of slices and knowing the step with which they were made, you can restore the 3-dimensional image of the object under study.

Пример схемы построения 3-х мерного изображения представлен на фиг.12. В связи с тем, что расстояние между срезами значительно больше, чем расстояние между точками (пикселями) на самом срезе, то используется алгоритм построения дополнительных, промежуточных срезов.An example of a circuit for constructing a 3-dimensional image is shown in Fig. 12. Due to the fact that the distance between slices is much larger than the distance between points (pixels) on the slice itself, an algorithm for constructing additional, intermediate slices is used.

Дополнительные срезы получаются путем нахождения среднеарифметических значений точек предыдущего и последующего срезов. В результате формируется трехмерная матрица, с помощью которой восстанавливается 3-х мерное изображение.Additional cuts are obtained by finding the arithmetic mean values of the points of the previous and subsequent cuts. As a result, a three-dimensional matrix is formed, with which a 3-dimensional image is restored.

Трехмерная матрица позволяет производить дополнительные операции (срезы, вырезы, перемещение в пространстве) для отображения внутренней структуры исследуемого объекта. Пример пакета срезов, используемых для восстановления 3-х мерного изображения, приведен на фиг.13 и 14.A three-dimensional matrix allows additional operations (cuts, cuts, movement in space) to display the internal structure of the object under study. An example of a packet of slices used to reconstruct a 3-D image is shown in Figures 13 and 14.

Для визуального отображения сформированных массивов данных срезов на экране монитора на вход 12 системы поступает управляющий сигнал, который через вход 115 модуля 7, во-первых, через элемент 128 ИЛИ поступает на единичный вход триггера 125, устанавливая его в единичное состояние, при котором высоким потенциалом с прямого выхода открываются элементы 124 И группы по другому входу, подключая тем самым выход сумматора 122 к выходу 139. В результате этого адрес последней записи, сохраненной в сумматоре 122 с входа 139 модуля 7 поступает на вход 81 модуля 9 и далее через элементы 36 ИЛИ группы выдается на адресный 15 выход системы.For visual display of the formed data slices on the monitor screen, the input signal 12 of the system receives a control signal, which through input 115 of module 7, first, through element 128 OR enters single input of trigger 125, setting it to one state, in which high potential elements 124 AND of the group are opened from the direct output via another input, thereby connecting the output of the adder 122 to the output 139. As a result, the address of the last record stored in the adder 122 from input 139 of module 7 is fed to input 81 of module 9 and d Lee elements 36 through OR group is issued to the address output 15 of the system.

Во-вторых, синхронизирующий импульс с входа 115 задерживается элементом 133 на время срабатывания триггера 123 и через элемент 127 ИЛИ выдается на выход 141 модуля 7, откуда проходит на вход 85 модуля 9, проходит элемент 38 ИЛИ и выдается на выход 17 в качестве сигнала управления считыванием данных. С выхода 17 системы сигнал поступает на вход третьего канала прерывания сервера базы данных.Secondly, the synchronizing pulse from input 115 is delayed by element 133 for the trigger trigger time 123 and through element 127 OR is output to output 141 of module 7, from where it passes to input 85 of module 9, passes element 38 of OR and is output to output 17 as a control signal reading data. From the output 17 of the system, the signal is fed to the input of the third channel of the interruption of the database server.

По этому сигналу сервер переходит на подпрограмму считывания содержимого ячейки базы данных по указанному на выходе 15 адресу, и выдачи первой записи базы данных.On this signal, the server proceeds to the routine of reading the contents of the database cell at the address specified at output 15, and issuing the first record of the database.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 127 ИЛИ задерживается элементом 134 на время считывания данных из базы данных, и, во-первых, через элемент 126 ИЛИ поступает на установочный вход сумматора 122, сбрасывая его в исходное состояние.In addition, the sync pulse from the output of the element 127 OR is delayed by the element 134 at the time of reading data from the database, and, first, through the element 126 OR is fed to the installation input of the adder 122, resetting it to its original state.

Во-вторых, этот импульс поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 120, уменьшая его показания на единицу. В-третьих, данный импульс задерживается элементом 131 на время срабатывания реверсивного счетчика 120 и поступает на синхронизирующий вход компаратора 121.Secondly, this pulse arrives at the subtracting input of the reversible counter 120, reducing its readings by one. Thirdly, this pulse is delayed by element 131 at the time of response of the reversible counter 120 and arrives at the synchronizing input of the comparator 121.

Компаратор 121 сравнивает показания реверсивного счетчика 120 с нулевым кодом, подаваемым на его другой вход, и пока показания счетчика 120 больше нулевого кода, то на выходе А компаратора 121 формируется сигнал, который, во-первых, через элемент 125 ИЛИ поступает на синхронизирующий вход сумматора 122, который по этому сигналу суммирует код опорного адреса с входа 118 с уменьшенными на единицу показаниями реверсивного счетчика 120 и выдает итоговый адрес на адресный 15 выход системы.The comparator 121 compares the readings of the reversible counter 120 with the zero code supplied to its other input, and while the readings of the counter 120 are greater than the zero code, a signal is generated at the output A of the comparator 121, which, first, through the element 125 OR goes to the clock input of the adder 122, which, by this signal, summarizes the code of the reference address from the input 118 with the readings of the reversing counter 120 reduced by one and gives the total address to the address 15 output of the system.

Во-вторых, этот же импульс задерживается элементом 132 задержки на время срабатывания сумматора 122, проходит элемент 127 ИЛИ и выдается на выход 141, откуда проходит на вход 85 модуля 9, проходит элемент 38 ИЛИ и выдается на выход 17 в качестве очередного сигнала управления считыванием данных. По этому сигналу сервер вновь переходит на подпрограмму считывания содержимого ячейки базы данных по указанному на выходе 15 адресу, и выдачи очередной записи базы данных граждан.Secondly, the same pulse is delayed by the delay element 132 at the response time of the adder 122, passes the element 127 OR and is output to output 141, from where it passes to the input 85 of module 9, passes through element 38 OR and is output to output 17 as the next read control signal data. On this signal, the server again goes to the routine to read the contents of the database cell at the address specified at output 15, and to issue the next record of the citizens database.

Кроме того, синхронизирующий импульс с выхода элемента 127 ИЛИ вновь задерживается элементом 134 на время считывания данных из базы данных, и, во-первых, вновь через элемент 126 ИЛИ поступает на установочный вход сумматора 122, сбрасывая его в исходное состояние. Во-вторых, он вновь поступает на вычитающий вход реверсивного счетчика 120, уменьшая его показания на единицу. И, в - третьих, он задерживается элементом 131 на время срабатывания реверсивного счетчика 120 и поступает на синхронизирующий вход компаратора 121.In addition, the sync pulse from the output of the element 127 OR is again delayed by the element 134 at the time of reading data from the database, and, first, again through the element 126 OR enters the installation input of the adder 122, resetting it to its original state. Secondly, it re-enters the subtractive input of the reversible counter 120, reducing its readings by one. And, thirdly, it is delayed by element 131 at the time of response of the reversible counter 120 and arrives at the synchronizing input of the comparator 121.

Компаратор 121 вновь сравнивает показания реверсивного счетчика 120 с нулевым кодом, подаваемым на его другой вход, и пока показания счетчика 120 больше нулевого кода, то на выходе А компаратора 121 формируется сигнал, который, через элемент 125 ИЛИ поступает на синхронизирующий вход сумматора 122, который по этому сигналу суммирует код опорного адреса с входа 118 с уменьшенными на единицу показаниями реверсивного счетчика 120 и выдает итоговый адрес на адресный 15 выход системы.The comparator 121 again compares the readings of the reversing counter 120 with the zero code applied to its other input, and as long as the readings of the counter 120 are greater than the zero code, a signal is generated at the output A of the comparator 121, which, through the element 125 OR goes to the clock input of the adder 122, which on this signal, it adds the code of the reference address from the input 118 with the readings of the reversing counter 120 reduced by one and gives the total address to the address 15 output of the system.

Описанный процесс считывания данных базы данных продолжается до тех пор, пока компаратор 121 не зафиксирует факт равенства нулю показаний реверсивного счетчика 120, свидетельствующего о том, что все строки записи данных базы данных выданы на средства отображения и печати.The described process of reading the database data continues until the comparator 121 records the fact that the readings of the reverse counter 120 are equal to zero, indicating that all the rows of the database data record are output to display and print means.

Пример восстановленного трехмерного изображения с двухплоскостным вырезом показан на фиг.15. Этот факт будет подтвержден выдачей импульса на выход В компаратора 121, который поступает на установочные входы реверсивного счетчика 120, сумматора 122 и триггера 123.An example of a reconstructed three-dimensional image with a two-plane cut-out is shown in FIG. This fact will be confirmed by issuing a pulse to the output B of the comparator 121, which is fed to the installation inputs of the reversible counter 120, the adder 122 and the trigger 123.

Таким образом, введение новых модулей и новых конструктивных связей позволило существенно повысить быстродействие системы путем исключения необходимости поиска эталонных описаний послойных срезов изображений объектов исследования по всей базе данных системы.Thus, the introduction of new modules and new constructive links has significantly increased the speed of the system by eliminating the need to search for reference descriptions of layered images of study objects across the entire database of the system.

Источники информации, принятые во внимание при составлении описания заявки:Sources of information taken into account in the preparation of the description of the application:

1. Патент РФ №2448367 (11.04.2011).1. The patent of the Russian Federation №2448367 (04/11/2011).

2. Патент РФ №2384881 (14.08.2007) - прототип.2. RF patent №2384881 (August 14, 2007) - a prototype.

Claims

The system of dynamic recovery of images of objects with computed tomography, containing a module for receiving data layer-by-layer slices of an object, the information and synchronization inputs of which are the first information and synchronizing inputs of the system, while the information input of the module for receiving data of layer-by-layer image slices of an object , and the synchronizing input of the module for receiving data of layer-by-layer slices of the object images is intended for Synchronization signals for recording data from a layer-by-layer image of an object into a module for receiving data from layer-by-layer image slices of an object, a module that integrates the recording and reading signals of the database server’s system, whose output output is the output output of the system; system data is the first synchronization output of the system, designed to issue control signals to the input of the first interrupt channel se faith of the system database, and the second synchronization output of the integration module of the data recording and reading signals of the database server of the system is the second synchronization output of the system designed to issue control signals to the input of the second channel of the system database interruption, the first modification module of the write and read addresses of the database data server system, the control input of which is the first control input of the system, designed to receive signals for the issuance of data information output p The first module of the modification of the write and read addresses of the database of the system server is connected to the first information input of the integration module of the write signals and read data of the database server of the system, the first and second synchronization inputs of which are connected to the first and second synchronization outputs of the first module of the modification of write and read addresses database server system, and the second module of the modification of addresses to write and read data from the database server system, whose control input is watts The system control input for receiving signals for data output, the information output of the second module for modifying the write and read addresses of the database of the server of the system is connected to the second information input of the module of the integration of signals for recording and reading of the data of the database server of the system, the third and fourth synchronization inputs of which connected to the first and second synchronization outputs of the second module of the address modification of the write and read data of the system server database, the receiving module is given reference descriptions of layer-by-layer image slices of objects, whose information output is an information output of the system, intended for issuing digital descriptions of layer-by-layer image slices of objects to the information input of the system server, characterized in that, in order to improve system performance, it contains a module for selecting reference addresses of reference records layer-by-layer descriptions of image slices of objects whose information input is connected to the first information output of the data-receiving module of the layer-by-layer with An image of the object, and the synchronization input of the selection module of the reference addresses of the records of the reference layer descriptions of object slices are connected to the first synchronization input of the system, the module for maintaining the database of the reference layer descriptions of the image slices of objects whose information input is connected to the first information output of the module of the selection of the reference addresses of the layer-by-layer records image slices of objects that synchronize the input of the module for maintaining the database of standard layer-by-layer descriptions of image slices about Objects connected to the synchronization output of the module for selecting the reference addresses of records of layer-by-layer descriptions of object slices, the information output of the module for maintaining the database of reference layer descriptions of object image slices is connected to the information input of the module for receiving data of the standard layer-by-layer descriptions of object slices, the sync input of which is connected to the module clock output maintaining a database of reference layer descriptions of slices of object images, data identification module layer images of objects, one information input of which is connected to the second information output of the data receiving module of the image layer layers of the object, another information input of the data identification module of the layer-by-layer image slices of objects is connected to the information output of the data receiving module of the reference descriptions of the layer-by-layer image slices of objects, and the synchronizing input of the module identification data of layer-by-layer image object slices is connected to the synchronization output of the database management module reference descriptions of layer-by-layer image slices of objects, and a control module for retrieving the knowledge base data, the information input of which is connected to the second information output of the reference address selection module, records of reference layer-by-layer image slices of the objects, the synchronization input of the knowledge control module for the selection of data of the reference address selection module records of standard layer-by-layer slices of object images, the counting input of the knowledge base control module of the data base is connected to The first clock output of the data identification module for layer-by-layer slices of object images, the first output of the knowledge base data management module is connected to the counting input of the module for maintaining the database of reference descriptions of layer-by-layer image slices of objects, and the second output of the knowledge control module for the data base database the database of reference descriptions of layer-by-layer slices of images of objects, the second setup input of which is connected to the second clock output of the module ikatsii data layered image slices of objects, and the installation output of the module for maintaining the database of reference descriptions of layered images of objects is connected to the installation inputs of the module receiving data layered image slices of the object and managing the knowledge base of the knowledge base, respectively, while the second clocking output of the data identification layer module slices Objects are connected to the synchronization input of the first module of the modification of the write and read addresses of the database of the system server, and the second output of the knowledge management data retrieval module is connected to the synchronization input of the second module for updating the write and read address data of the system server database.