RU2665717C1 - Method of x-ray computer tomography of emergency explosive objects - Google Patents
Method of x-ray computer tomography of emergency explosive objects Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665717C1 RU2665717C1 RU2017125619A RU2017125619A RU2665717C1 RU 2665717 C1 RU2665717 C1 RU 2665717C1 RU 2017125619 A RU2017125619 A RU 2017125619A RU 2017125619 A RU2017125619 A RU 2017125619A RU 2665717 C1 RU2665717 C1 RU 2665717C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- tomographic image
- detectors
- detector
- generation
- coordinates
- Prior art date
Links
- 239000002360 explosive Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000002591 computed tomography Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 18
- 238000002601 radiography Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 12
- 238000011835 investigation Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 abstract 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 5
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 4
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000011426 transformation method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N23/00—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00
- G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
- G01N23/06—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption
- G01N23/083—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and measuring the absorption the radiation being X-rays
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к компьютерной томографии, основанной на получении изображения сечения объекта радиационными методами, например с помощью рентгеновского излучения.The invention relates to computed tomography based on obtaining an image of a section of an object by radiation methods, for example, using x-ray radiation.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретениеThe technical problem to which the invention is directed
В настоящее время существует проблема проведения исследований взрывоопасных объектов в полевых условиях и желательно без их перемещений. Радиография является одним из методов проведения таких исследований. Однако информативность радиографии часто недостаточна для принятия решений. Метод рентгеновской компьютерной томографии намного более информативен, но требует сложного оборудования и перемещения взрывоопасных объектов при их исследовании. Предлагаемое изобретение лишено этих недостатков.Currently, there is the problem of conducting research on explosive objects in the field and preferably without moving them. Radiography is one of the methods for conducting such studies. However, the informativeness of radiography is often insufficient to make decisions. The method of x-ray computed tomography is much more informative, but requires sophisticated equipment and the movement of explosive objects in their study. The present invention is devoid of these disadvantages.
Уровень техникиState of the art
АналогAnalogue
Известен способ, на использовании которого основаны томографы четвертого поколения [см. «Справочник по рентгенотехнике» / Под ред. Клюева В.В. М.: «Машиностроение», т. 2, 1992, стр. 306].The known method, the use of which is based on tomographs of the fourth generation [see "Handbook of X-ray engineering" / Ed. Klyueva V.V. M .: "Engineering", t. 2, 1992, p. 306].
В устройствах томографов четвертого поколения (см. фиг. 1) на вращающейся раме установлены излучатель (рентгеновская трубка) 2 и веерообразный блок коллиматоров, а детекторы, число которых в различных томографах колеблется от 600 до 1200, образуют неподвижный кольцевидный блок (кольцо Гентри) 3 вокруг исследуемого объекта 1. Зарегистрированная информация с детекторов поступает в компьютер и с помощью стандартных программ (для томографов четвертого поколения) восстанавливается томографическое изображение объекта.In fourth-generation tomography devices (see Fig. 1), a radiator (x-ray tube) 2 and a fan-shaped block of collimators are mounted on a rotating frame, and detectors, the number of which in different tomographs ranges from 600 to 1200, form a fixed ring-shaped block (Gentry ring) 3 around the investigated
Достоинством такого способа является то, что реализующие его устройства широко распространены, и для них существуют стандартные программы восстановления томографического изображения (крайне сложные для самостоятельной разработки).The advantage of this method is that the devices that implement it are widespread, and for them there are standard tomographic image restoration programs (extremely difficult for independent development).
Недостатком известного технического решения является то, что вся конструкция достаточно сложная, не приспособлена для работы в полевых условиях и требует помещения объекта внутрь томографа (в кольцо Гентри), т.е. перемещения взрывоопасного объекта.A disadvantage of the known technical solution is that the whole structure is quite complex, not suitable for work in the field and requires placing the object inside the tomograph (in the Gentry ring), i.e. moving explosive object.
ПрототипPrototype
Наиболее близким к заявляемому способу техническим решением того же назначения и выбранный автором в качестве прототипа является по совокупности признаков способ, реализованный устройством [см. авт. свид. СССР №1500081, кл. G01N 23/08, G01T 1/29].Closest to the claimed method, a technical solution of the same purpose and selected by the author as a prototype is, based on the totality of the features, the method implemented by the device [see author testimonial. USSR No. 1500081, class G01N 23/08, G01T 1/29].
Суть способа заключается в том, что исследуемый объект 1 (см. фиг. 2) помещается на поворотный стол 4, облучается источником проникающего излучения 2, которое регистрируется детектором 5 с запоминанием информации (радиофотолюминесцентным стеклом (РФЛС)). После каждого поворота стола РФЛС 6 занимает место детектора 5. Зарегистрированная информация с РФЛС преобразуется в цифровую форму и с помощью специально разработанной программы восстанавливают томографическое изображение объекта.The essence of the method lies in the fact that the test object 1 (see Fig. 2) is placed on the turntable 4, is irradiated with a source of penetrating
Преимущество данного способа заключается в том, что не требуются специально подобранные сотни детекторов, нет необходимости в системах стабилизации, РФЛС после нагрева (в нагревателе для восстановления РФЛС 7) пригодны к повторному использованию.The advantage of this method is that it does not require specially selected hundreds of detectors, there is no need for stabilization systems, RFLS after heating (in the heater for restoration of RFLS 7) are suitable for reuse.
Недостаток такого технического решения заключается в его сложности, непригодности к использованию в полевых условиях, а также в том, что требуется перемещение взрывоопасного объекта. Большим недостатком является необходимость разработки специальных программ восстановления томографического изображения.The disadvantage of this technical solution lies in its complexity, unsuitability for use in the field, and also that it requires the movement of an explosive object. A big drawback is the need to develop special tomographic image recovery programs.
Технический результат изобретенияThe technical result of the invention
Техническим результатом изобретения является разработка способа, обеспечивающего получение томографического изображения сечений аварийных взрывоопасных объектов в полевых условиях.The technical result of the invention is the development of a method for obtaining a tomographic image of sections of emergency explosive objects in the field.
Способ достижения технического результатаThe way to achieve a technical result
Указанный результат достигается тем, что проводится радиография объекта в разных ракурсах и детектирование РФЛС, но предварительно на исследуемый объект наносится система рентгеноконтрастных реперов, по проекциям реперов на РФЛС в разных ракурсах определяется геометрия облучения и после преобразования координат прямых на РФЛС, соответствующих исследуемому сечению объекта, в дуги окружности с центром в середине объекта восстанавливают с помощью стандартных программ для томографов четвертого поколения томографическое изображение интересующего сечения объекта.This result is achieved by the fact that the object is radiographed from different angles and the RFLS is detected, but a system of radiopaque benchmarks is applied to the object under study, the irradiation geometry is determined from the projections of the frames on the RFLS in different angles, and after converting the coordinates of the lines to the RFLS corresponding to the studied section of the object, in arcs of a circle centered in the middle of the object, tomographic image is restored using standard programs for fourth generation tomographs and Teresa section of the object.
Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION
Сущность предлагаемого изобретения поясняется с помощью фиг. 3 и фиг. 4. Для достижения указанной задачи (разработка способа рентгеновской компьютерной томографии аварийных взрывоопасных объектов) выполняются следующие действия (см. схему измерений на фиг. 3):The essence of the invention is illustrated using FIG. 3 and FIG. 4. To achieve this goal (development of a method of x-ray computed tomography of emergency explosive objects), the following actions are performed (see the measurement scheme in Fig. 3):
1. На исследуемый объект 1 наносится система реперов, например объект помещается в рентгенопрозрачный кубик 8 известных размеров, в вершинах которого расположены шарики 9 из материалов различной плотности (свинец, медь, железо и т.д.).1. A system of frames is applied to the studied
2. Намечается плоскость 10, в которой хотят получить сечение объекта, в этой плоскости определяются точки размещения рентгеновского источника 2 для проведения радиографии в нескольких ракурсах. Число ракурсов зависит от соотношения размеров объекта и РФЛС.2. Planned
3. Рентгеновский источник 2 облучает исследуемый объект 1. На РФЛС 6 кроме рентгенограммы 11 исследуемого образца будут зарегистрированы проекции реперов 13. По искажению проекций вычисляют геометрию облучения и координаты плоскости РФЛС 6.3.
4. Определяют координаты прямой 12, соответствующей пересечению интересующей плоскости сечения объекта 10 и плоскости РФЛС 6.4. Determine the coordinates of the
5. Преобразуют (см. фиг. 4) координаты прямой 12 в координаты дуги 14 окружности с центром в середине объекта 1 и соответственно вводят поправки в зарегистрированные величины доз на этой прямой 12.5. Transform (see Fig. 4) the coordinates of
6. Не изменяя положение реперов, проводится радиография в другом ракурсе, путем перемещения источника излучения и РФЛС вручную, и проводятся все вычислительные операции, как и в предыдущем ракурсе, причем координаты дуги выбираются программным путем так, чтобы она лежала на той же окружности, т.е. среди всех точек на РФЛС выбираются те точки, которые лежат на окружности.6. Without changing the position of the benchmarks, radiography is carried out in a different perspective, by manually moving the radiation source and RFLS, and all computational operations are carried out, as in the previous perspective, and the coordinates of the arc are selected programmatically so that it lies on the same circle, t .e. among all points on the RFLS, those points that lie on the circle are selected.
7. Проводится облучение объекта еще в нескольких ракурсах вокруг исследуемого объекта так, чтобы дуги замкнули окружность.7. An object is irradiated in several more angles around the object under study so that the arcs close the circle.
8. Таким образом, в результате мы получаем схему измерений полностью аналогичную схеме измерения для томографов четвертого поколения (объект в центре кольца детекторов).8. Thus, as a result, we obtain a measurement scheme completely similar to the measurement scheme for fourth-generation tomographs (an object in the center of the ring of detectors).
9. Используя стандартные программы восстановления для томографов четвертого поколения, получаем искомое томографическое изображение нашего объекта.9. Using standard recovery programs for fourth-generation tomographs, we obtain the desired tomographic image of our object.
С помощью реперов определяется не только геометрия облучения, но и проводится стабилизация излучения (в случае отличия зарегистрированной РФЛС дозы на одном и тоже расстоянии от одного и того же репера вводится поправочный коэффициент). Это позволяет использовать в качестве источника излучения импульсные рентгеновские трубки, которые хотя и отличаются нестабильностью излучения, но намного легче и мобильнее, чем трубки с постоянным излучением.Using benchmarks, not only the irradiation geometry is determined, but also radiation stabilization is carried out (in the case of a difference in the registered RFLS dose at the same distance from the same reference point, a correction factor is introduced). This makes it possible to use pulsed x-ray tubes as a radiation source, which although they are characterized by radiation instability, are much lighter and more mobile than tubes with constant radiation.
Таким образом, кроме радиографии, все остальные операции вычислительные. В данном способе отсутствует необходимость сканирующего устройства и систем стабилизации рентгеновского излучения, что позволяет проводить измерения в полевых условиях. Также этот способ не требует перемещения взрывоопасных объектов.Thus, in addition to radiography, all other operations are computational. In this method, there is no need for a scanning device and stabilization systems for x-ray radiation, which allows measurements in the field. Also, this method does not require the movement of explosive objects.
Обоснование технико-экономической эффективности изобретенияThe rationale for the technical and economic effectiveness of the invention
Технико-экономическая эффективность предложенного способа заключается в том, что позволяет:The technical and economic effectiveness of the proposed method is that it allows you to:
1. Отказаться от использования сложного механического сканирующего устройства.1. Refuse to use a complex mechanical scanning device.
2. Отказаться от электронной системы стабилизации излучения.2. Abandon the electronic radiation stabilization system.
3. Использовать импульсные рентгеновские трубки.3. Use pulsed x-ray tubes.
4. Осуществлять перемещение РФЛС и рентгеновского аппарата вокруг исследуемого объекта вручную, так как не требуется высокой точности соблюдения геометрии облучения. Точность геометрии обеспечивается введением поправок программным путем посредством определения координат проекций реперов.4. To carry out the RFLS and X-ray apparatus movement around the object under investigation manually, since high accuracy of observing the geometry of radiation is not required. The accuracy of the geometry is ensured by introducing corrections programmatically by determining the coordinates of the projections of the frames.
Обоснование соответствия критерию охраноспособности «новизна»Justification of compliance with the eligibility criterion of "novelty"
Предлагаемое техническое решение является новым, поскольку в общедоступных источниках нет сведений о способе проведения рентгеновской компьютерной томографии без сканирующего устройства, когда геометрия измерений определяется путем нанесения на исследуемый объект системы реперов.The proposed technical solution is new, because publicly available sources do not have information about the method of X-ray computed tomography without a scanning device, when the measurement geometry is determined by applying a system of benchmarks to the studied object.
Обоснование соответствия критерию охраноспособности «изобретательский уровень»Justification of compliance with the eligibility criterion "inventive step"
Предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень, поскольку из опубликованных научных данных и известных технических решений явным образом не следует, что заявленная последовательность операций существуетThe proposed technical solution has an inventive step, since it does not explicitly follow from published scientific data and known technical solutions that the claimed sequence of operations exists
Обоснование соответствия критерию охраноспособности «промышленная применимость»Justification of compliance with the eligibility criterion “industrial applicability”
Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как для его реализации могут быть использованы стандартное оборудование, приспособления и материалы, широко применяемые в радиографии (рентгеновская трубка, РФЛС), стандартные методы преобразования координат, а также методы восстановления изображения для томографов четвертого поколения.The proposed technical solution is industrially applicable, since standard equipment, devices and materials widely used in radiography (X-ray tube, RFLS), standard coordinate transformation methods, as well as image restoration methods for fourth-generation tomographs can be used for its implementation.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125619A RU2665717C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Method of x-ray computer tomography of emergency explosive objects |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017125619A RU2665717C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Method of x-ray computer tomography of emergency explosive objects |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2665717C1 true RU2665717C1 (en) | 2018-09-04 |
Family
ID=63459855
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017125619A RU2665717C1 (en) | 2017-07-17 | 2017-07-17 | Method of x-ray computer tomography of emergency explosive objects |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2665717C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738115C1 (en) * | 2019-08-14 | 2020-12-08 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | X-ray computed tomography method of fast processes |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1500081A1 (en) * | 1987-12-16 | 1991-11-30 | Предприятие П/Я А-3430 | Installation for radiation computational tomography |
US20050195939A1 (en) * | 2004-02-11 | 2005-09-08 | Scheinman Elan D. | Contraband detection systems and methods |
RU2310189C2 (en) * | 2003-06-27 | 2007-11-10 | Университет Тсингхуа | System for baggage inspection with usage of gamma-radiation |
RU2437118C2 (en) * | 2006-08-09 | 2011-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. | Apparatus and method for spectral computer tomography |
EP2889650A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-01 | Tsinghua University | CT systems and methods thereof |
RU2599276C1 (en) * | 2014-06-25 | 2016-10-10 | Тсинхуа Юниверсити | Detector device, computer tomography system with two energy levels and method of detecting using said system |
-
2017
- 2017-07-17 RU RU2017125619A patent/RU2665717C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1500081A1 (en) * | 1987-12-16 | 1991-11-30 | Предприятие П/Я А-3430 | Installation for radiation computational tomography |
RU2310189C2 (en) * | 2003-06-27 | 2007-11-10 | Университет Тсингхуа | System for baggage inspection with usage of gamma-radiation |
US20050195939A1 (en) * | 2004-02-11 | 2005-09-08 | Scheinman Elan D. | Contraband detection systems and methods |
RU2437118C2 (en) * | 2006-08-09 | 2011-12-20 | Конинклейке Филипс Электроникс, Н.В. | Apparatus and method for spectral computer tomography |
EP2889650A1 (en) * | 2013-12-26 | 2015-07-01 | Tsinghua University | CT systems and methods thereof |
RU2599276C1 (en) * | 2014-06-25 | 2016-10-10 | Тсинхуа Юниверсити | Detector device, computer tomography system with two energy levels and method of detecting using said system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738115C1 (en) * | 2019-08-14 | 2020-12-08 | Федеральное государственное казенное учреждение "12 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации | X-ray computed tomography method of fast processes |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Telsemeyer et al. | Quantitative carbon ion beam radiography and tomography with a flat-panel detector | |
Hurley et al. | Water‐equivalent path length calibration of a prototype proton CT scanner | |
AU2007202058B2 (en) | Cargo Security Inspection System | |
Yamaguchi et al. | Imaging of monochromatic beams by measuring secondary electron bremsstrahlung for carbon-ion therapy using a pinhole x-ray camera | |
RU2619839C1 (en) | Method for ct-aided examination and device for ct | |
US20100040192A1 (en) | Image reconstruction method for high-energy, dual-energy ct system | |
Estre et al. | High-energy X-ray imaging applied to non destructive characterization of large nuclear waste drums | |
Parajuli et al. | Annihilation gamma imaging for carbon ion beam range monitoring using Si/CdTe Compton camera | |
Thompson et al. | Introduction to industrial X-ray computed tomography | |
Volz et al. | The impact of secondary fragments on the image quality of helium ion imaging | |
Tanaka et al. | Development of proton CT imaging system using plastic scintillator and CCD camera | |
Di Domenico et al. | X‐ray focal spot reconstruction by circular penumbra analysis—Application to digital radiography systems | |
RU2665717C1 (en) | Method of x-ray computer tomography of emergency explosive objects | |
KR101680602B1 (en) | System, apparatus and method for reconstructing three dimensional internal image and non-transitory computer-readable recording medium | |
US20100294945A1 (en) | Process for locating a positon radionuclide, applications and device for implementing same | |
Kulkarni et al. | Monte-Carlo simulation of a slot-scanning X-ray imaging system | |
Erlandson et al. | One-sided muon tomography—A portable method for imaging critical infrastructure with a single muon detector | |
Ali et al. | Image reconstruction techniques using projection data from transmission method | |
Susanto et al. | Development of low-cost industrial x-ray computed tomography system based on digital fluoroscopy | |
Satoh et al. | Three-dimensional measurement of elemental distribution in minute samples by combination of in-air micro-PIXE and STIM | |
Abd el Bar et al. | Image reconstruction technique using projection data from neutron tomography system | |
Farfán et al. | RadBallTM Technology Testing in the Savannah River Site's Health Physics Instrument Calibration Laboratory | |
JP2002162371A (en) | Nondestructive inspection method and its device utilizing inverse compton scattered light | |
RU2738115C1 (en) | X-ray computed tomography method of fast processes | |
Avakyan et al. | Method for Determining the Point Spread Function for a Digital Radiography System |