RU2694331C1 - Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора - Google Patents
Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694331C1 RU2694331C1 RU2018137858A RU2018137858A RU2694331C1 RU 2694331 C1 RU2694331 C1 RU 2694331C1 RU 2018137858 A RU2018137858 A RU 2018137858A RU 2018137858 A RU2018137858 A RU 2018137858A RU 2694331 C1 RU2694331 C1 RU 2694331C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pixels
- filter
- ray
- radiation
- energy
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000003325 tomography Methods 0.000 title claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 37
- 238000002083 X-ray spectrum Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract 2
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims abstract 2
- 241000446313 Lamella Species 0.000 claims 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 abstract description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 230000037182 bone density Effects 0.000 description 1
- 238000007408 cone-beam computed tomography Methods 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000000295 emission spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/02—Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
- A61B6/03—Computed tomography [CT]
- A61B6/032—Transmission computed tomography [CT]
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/40—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/4035—Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis the source being combined with a filter or grating
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/161—Applications in the field of nuclear medicine, e.g. in vivo counting
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
- G21K1/00—Arrangements for handling particles or ionising radiation, e.g. focusing or moderating
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Pathology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Public Health (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pulmonology (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к двухэнергетической томографии. Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке включает формирование посредством рентгеновского аппарата направленного потока рентгеновского излучения через тело пациента, разделение прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрацию прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения, обработку данных с детектора после завершения экспонирования и получения томограммы, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате этих пикселей при получении томограммы. Устройство содержит рентгеновский аппарат, фильтр, выполненный с возможностью разделения прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра, и плоскопанельный детектор рентгеновского излучения, при этом фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения. Использование изобретений позволяет устранить необходимость синхронизировать работу фильтра с питающим рентгеновским устройством, при упрощении конструкции фильтра. 2 н.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к радиационным методам контроля и используется для неразрушающего послойного исследования внутреннего строения объекта контроля и получения информации о плотности и атомном составе.
Известны технологии, алгоритмы и средства проекционного просвечивания и получения томограммы объекта исследования в двухэнергетическом диапазоне, например, промышленный рентгеновский томограф в коническом пучке с использованием детекторов с различными сцинтилляторами - DRZ-Plus Gd2O2S:Tb и CsI:Tl, получающих проекционные данные поочередно и при разных напряжениях на рентгеновской трубке и отличающихся комбинациях фильтров [1].
Известен способ получения проекционных данных при различных напряжениях на рентгеновской трубке - 70 кВ и 120 кВ, при этом детектор не меняется, а получение данных также является поочередным - сначала делается томограмма на 70 кВ, а затем на 120 кВ [2].
Известен способ получения данных с использованием различных фильтров, позволяющих получить томограммы при разных спектрах рентгеновского излучения [3].
За прототип взята система, в которой используется фильтр секторальной формы, расположенный перед выходным окном рентгеновской трубки, при этом происходит вращение фильтра по заранее заданному алгоритму, что позволяет получать поочередно потоки рентгеновского излучения с различной средней энергией [4].
Недостатками прототипа являются необходимость устанавливать перед рентгеновской трубкой дополнительное устройство, что влечет за собой увеличение габаритов излучателя. Наличие дополнительного устройства влечет необходимость контролировать синхронность вращения с импульсами рентгеновской трубки.
Техническим результатом настоящего изобретения является упрощение конструктивного исполнения фильтра и устранение необходимости синхронизировать работу фильтра с питающим рентгеновским устройством.
Указанный технический результат достигается за счет разделения низкоэнергетической и высокоэнергетической составляющих рентгеновского спектра, поглощенного в детекторе, благодаря тому, что профиль системы фильтрации прошедшего излучения создает такой поток излучения, что часть пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, а другая половина пикселей регистрирует излучение, прошедшее через фильтр. При этом должно обеспечиваться условие, что комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей, регистрирующих излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и двух пикселей, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр.
Для реализации способа представлена схема устройства (фиг. 1 и 2), содержащего: рентгеновский аппарат 1, создающий направленный поток рентгеновского излучения 2 изучаемой области тела пациента 3, через которое проходит направленный поток рентгеновского излучения, плоскопанельный детектор рентгеновского излучения 5 с закрепленным на его торце фильтром 4, расположенным на минимально возможном расстоянии до сцинтиллятора и перекрывающим половину пикселей детектора в шахматном порядке (фиг. 2а) или в виде параллельных ламелей (фиг. 2b).
Устройство работает следующим образом: объект контроля 3 располагается в исходном положении, после чего рентгеновский аппарат 1 создает поток рентгеновского излучения, направленный на объект контроля. Прошедшее сквозь объект излучение попадает на фильтр рентгеновского излучения 4. Часть излучения, а именно, низкоэнергетическая составляющая спектра, поглощается в фильтре. В дальнейшем детектор рентгеновского излучения 5 осуществляет детектирование всего поля рентгеновского излучения, как прошедшего, так и не прошедшего через фильтр. В процессе сбора данных объект контроля или детектор с рентгеновским аппаратом вращаются вокруг оси объекта контроля для получения проекций с различных углов, позволяя математической обработкой получить томограмму.
После завершения экспонирования происходит обработка данных с детектора. Суть обработки данных заключается в следующем: берутся данные с четырех близлежащих пикселей, два из которых регистрируют излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, т.е. полный спектр излучения (группа 1), а два других пикселя регистрируют излучение после взаимодействия с фильтром, т.е. высокоэнергетическую часть спектра излучения (группа 2). Далее происходит сложение сигналов в каждой из групп пикселей и вычитание сигнала второй группы пикселей из первой, что дает информацию о низкоэнергетической составляющей спектра. Информация о низкоэнергетической составляющей спектра, полученной в группе из четырех пикселей, приписывается к средней координате этих пикселей.
Литература
[1] «Dual-energy cone-beam CT with a flat-panel detector: Effect of reconstruction algorithm on material classification)). W. Zbijewski G.J. Gang, J. Xu, A.S. Wang, J.W. Stayman, K. Taguchi, J.A. Carrino, and J.H. Siewerdsen. Med Phys. 2014 Feb; 41(2):021908. DOI: 10.1118/1.4863598
[2] «Dual-energy imaging method to improve the image quality and the accuracy of dose calculation for cone-beam computed tomography)). Kuo Men Jianrong Dai, Xinyuan Chen, Minghui Li, Ke Zhang, Peng Huang. Phys Med. 2017 Apr;36:l 10-118. DOI: 10.1016/j.ejmp.2017.03.023.
[3] «Dual-energy imaging method to improve the image quality and the accuracy of dose calculation for cone-beam computed tomography)). Kuo Men, Jianrong Dai, Xinyuan Chen, Minghui Li, Ke Zhang, Peng Huang. Phys Med. 2017 Apr; 36:110-118. DOI: 10.1016/j.ejmp.2017.03.023
[4] «Portable radiographic X-ray peripheral bone density and imaging systems and methods». Ma George W. US 9211100 B2
Claims (2)
1. Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке, включающий формирование посредством рентгеновского аппарата направленного потока рентгеновского излучения через тело пациента, разделение прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра посредством фильтра, регистрацию прошедшего излучения на плоскопанельном детекторе рентгеновского излучения, обработку данных с детектора после завершения экспонирования и получения томограммы, отличающийся тем, что фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, поглощает низкоэнергетическую составляющую рентгеновского спектра и перекрывает половину пикселей детектора в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, половина пикселей детектора регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, при этом обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения, при обработке данных в каждой из групп пикселей проводят сложение сигналов, вычитают сигнал второй группы пикселей из первой и получают информацию о низкоэнергетической составляющей спектра рентгеновского излучения, полученной для четырех пикселей первой и второй групп, которую относят к средней координате этих пикселей при получении томограммы.
2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее рентгеновский аппарат, фильтр, выполненный с возможностью разделения прошедшего сквозь область тела пациента излучения на низкоэнергетическую и высокоэнергетическую составляющие рентгеновского спектра, и плоскопанельный детектор рентгеновского излучения, отличающееся тем, что фильтр закреплен на торце плоскопанельного детектора рентгеновского излучения, выполнен с возможностью поглощения низкоэнергетической составляющей рентгеновского спектра и перекрытия половины пикселей детектора рентгеновского излучения в шахматном порядке или посредством параллельных ламелей, при этом детектор установлен таким образом, что половина его пикселей регистрирует излучение, не взаимодействовавшее с фильтром, и образует первую группу пикселей, а другая половина пикселей детектора регистрирует излучение, прошедшее через фильтр, и образует вторую группу пикселей, и выполнен таким образом, что обеспечивается условие регистрации излучения, когда комбинация четырех рядом стоящих пикселей состоит из двух пикселей первой группы, регистрирующих излучение, не взаимодействующее с фильтром и представляющее полный спектр рентгеновского излучения, и двух пикселей второй группы, регистрирующих излучение, прошедшее через фильтр и представляющее высокоэнергетическую составляющую спектра рентгеновского излучения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137858A RU2694331C1 (ru) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018137858A RU2694331C1 (ru) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2694331C1 true RU2694331C1 (ru) | 2019-07-11 |
Family
ID=67309061
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018137858A RU2694331C1 (ru) | 2018-10-26 | 2018-10-26 | Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2694331C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738135C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-12-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "МТ" (ООО "НТЦ-МТ") | Способ двухэнергетической рентгенографии (варианты) |
RU210489U1 (ru) * | 2021-12-25 | 2022-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "М.С. КОРП" | Плоскопанельный детектор рентгеновского излучения |
RU2790574C1 (ru) * | 2022-03-21 | 2023-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" | Рентгеновский фильтр |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468392C2 (ru) * | 2007-04-23 | 2012-11-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Детектор с частично прозрачной подложкой сцинтиллятора |
US20130329851A1 (en) * | 2011-02-22 | 2013-12-12 | Koninklijke Philips N.V. | Detection apparatus |
US20140226783A1 (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-14 | University Of Rochester | Method and apparatus of spectral differential phase-contrast cone-beam ct and hybrid cone-beam ct |
US20160086358A1 (en) * | 2010-07-16 | 2016-03-24 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | System and Method For Improved Energy Series Of Images Using Multi-Energy CT |
US20160209518A1 (en) * | 2013-08-22 | 2016-07-21 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Intersoft Evraziya" | Ionizing radiation sensor |
US20180172849A1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-06-21 | Minnesota Imaging And Engineering Llc | Structured detectors and detector systems for radiation imaging |
-
2018
- 2018-10-26 RU RU2018137858A patent/RU2694331C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2468392C2 (ru) * | 2007-04-23 | 2012-11-27 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Детектор с частично прозрачной подложкой сцинтиллятора |
US20160086358A1 (en) * | 2010-07-16 | 2016-03-24 | Mayo Foundation For Medical Education And Research | System and Method For Improved Energy Series Of Images Using Multi-Energy CT |
US20130329851A1 (en) * | 2011-02-22 | 2013-12-12 | Koninklijke Philips N.V. | Detection apparatus |
US20140226783A1 (en) * | 2013-02-11 | 2014-08-14 | University Of Rochester | Method and apparatus of spectral differential phase-contrast cone-beam ct and hybrid cone-beam ct |
US20160209518A1 (en) * | 2013-08-22 | 2016-07-21 | Otkrytoe Aktsionernoe Obschestvo "Intersoft Evraziya" | Ionizing radiation sensor |
US20180172849A1 (en) * | 2016-09-09 | 2018-06-21 | Minnesota Imaging And Engineering Llc | Structured detectors and detector systems for radiation imaging |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2738135C1 (ru) * | 2020-02-11 | 2020-12-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-технический центр "МТ" (ООО "НТЦ-МТ") | Способ двухэнергетической рентгенографии (варианты) |
RU210489U1 (ru) * | 2021-12-25 | 2022-04-18 | Общество с ограниченной ответственностью "М.С. КОРП" | Плоскопанельный детектор рентгеновского излучения |
RU2790574C1 (ru) * | 2022-03-21 | 2023-02-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Корпорация Уралтехнострой" | Рентгеновский фильтр |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11000701B2 (en) | Dual-layer detector for soft tissue motion tracking | |
US9770222B2 (en) | Apparatus and method for X-ray-based breast imaging | |
JP5610248B2 (ja) | 放射線断層撮影装置 | |
EP2951615A1 (en) | Method and device for generating an energy-resolved x-ray image with adapted energy threshold | |
JP2012016394A (ja) | 放射線断層撮影装置 | |
JP2008104878A (ja) | 別個の入射エネルギ・スペクトルによる検出 | |
RU2694331C1 (ru) | Способ двухэнергетической томографии в коническом пучке и схема устройства двухэнергетического детектора | |
WO2017192554A1 (en) | Method and apparatus for performing co-planar and simultaneous spectral ct and pet imaging | |
WO2015005485A1 (ja) | X線ct装置、x線ctシステム及びインジェクター | |
WO2016003016A1 (ko) | 굴곡진 가동성 빔 차단 어레이 및 이를 포함하는 cbct | |
KR20140084659A (ko) | 에너지 차이를 증가시키는 다중에너지 엑스선 영상 획득 장치 및 방법 | |
US11000251B2 (en) | CT imaging system and a method for a CT imaging system | |
US7657000B2 (en) | Method and apparatus for dual energy radiography | |
US11517273B2 (en) | Dual energy X-ray imaging apparatus | |
WO2009118843A1 (ja) | 断層撮影装置、それを備えた撮影システム並びに撮影データ取得方法 | |
JP2011185716A (ja) | 放射線断層撮影装置 | |
JP2017051437A (ja) | X線フィルタ、放射線検出装置及び放射線検査装置 | |
CN104095643A (zh) | 一种x射线成像装置 | |
JP2008125691A (ja) | 放射線画像演算方法および装置並びにプログラム | |
KR101501101B1 (ko) | 방사선 촬영 장치, 컴퓨터 단층 촬영 장치 및 방사선 촬영 방법 | |
JP5753502B2 (ja) | 画像処理装置および方法 | |
JP2005000297A (ja) | 放射線撮像装置及び水補正方法 | |
JP2007307125A (ja) | 画像診断装置 | |
US20180192966A1 (en) | Image acquisition device and method | |
KR20120048721A (ko) | 디지털 단층합성 촬영 장치의 X―선과 γ-선 하이브리드 영상을 센싱하기 위한 방법 및 장치 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20211215 |