RU78955U1

RU78955U1 - DEVICE FOR FORMATION AND REGISTRATION OF X-RAY IMAGES

Info

Publication number: RU78955U1
Application number: RU2008126836/22U
Authority: RU
Inventors: Марк Соломонович Алергант (RU); Марк Соломонович Алергант
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ВедаПроект"
Priority date: 2008-07-03
Filing date: 2008-07-03
Publication date: 2008-12-10

Abstract

1. Устройство для формирования и регистрации рентгеновского изображения, содержащее источник рентгеновского излучения, сцинтилляционный экран, оптически связанный посредством проекционной оптической системы с блоком регистрации изображения, блок обработки цифровой информации, блок считывания, аналого-цифровой преобразователь и контроллер, отличающееся тем, что блок регистрации изображения содержит последовательно связанные усилитель изображения, волоконно-оптическую систему и фоточувствительную многоэлементную матрицу, а также элемент охлаждения, выполненный, например, в виде элемента Пельтье, при этом первый и второй выходы блока считывания подключены соответственно к информационному входу аналого-цифрового преобразователя и ко входу считывания фоточувствительной многоэлементной матрицы, информационный выход которой соединен с информационным входом блока считывания, управляющий вход которого соединен с первым управляющим выходом контроллера, второй управляющий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а третий управляющий выход контроллера соединен со входом управления источника рентгеновского излучения, при этом информационный выход контроллера подключен к блоку обработки цифровой информации.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что усилитель изображения состоит из последовательно расположенных фотокатода, микроканальной пластины и люминофорного слоя.3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что микроканальная пластина состоит из алмазоподобной пленки с сотовой структурой микроканалов диаметром 1-15 мкм и внутренней полупроводящей поверхность1. Device for generating and recording an x-ray image, containing an x-ray source, a scintillation screen, optically coupled by means of a projection optical system with an image registration unit, a digital information processing unit, a reading unit, an analog-to-digital converter and a controller, characterized in that the registration unit the image contains a series-connected image amplifier, a fiber optic system and a photosensitive multi-element matrix, as well as a cooling element, made, for example, in the form of a Peltier element, while the first and second outputs of the reader are connected respectively to the information input of the analog-to-digital converter and to the read input of the photosensitive multi-element matrix, the information output of which is connected to the information input of the reader, the control input of which connected to the first control output of the controller, the second control output of which is connected to the control input of the analog-to-digital converter, and the third unitary enterprise ulation controller output is connected to the X-ray source control input, wherein the output information controller connected to the digital processing unit informatsii.2. The device according to claim 1, characterized in that the image amplifier consists of a sequentially located photocathode, a microchannel plate and a phosphor layer. The device according to claim 2, characterized in that the microchannel plate consists of a diamond-like film with a honeycomb structure of microchannels with a diameter of 1-15 μm and an internal semiconducting surface

Description

Полезная модель относится к рентгенотехнике и может быть использована в медицинских рентгеновских установках с высоким пространственным разрешением.The utility model relates to x-ray technology and can be used in medical x-ray installations with high spatial resolution.

В медицинских исследованиях и диагностике различных патологий внутренних органов возникает необходимость использования рентгеновских установок с высоким пространственным разрешением и цифровыми методами обработки изображений с последующим их выводом на экран монитора или бумажный носитель принтера.In medical research and diagnostics of various pathologies of internal organs, it becomes necessary to use X-ray machines with high spatial resolution and digital image processing methods with their subsequent output to a monitor screen or paper printer.

Получение высокого разрешения рентгеновского изображения особенно актуально при диагностике переломов в виде трещин и анализа структуры кости, а также при регистрации малых образований на ранних стадиях заболеваний молочной железы.Obtaining a high resolution x-ray image is especially important in the diagnosis of fractures in the form of cracks and analysis of bone structure, as well as in the registration of small formations in the early stages of breast diseases.

Для обычной фотопленочной рентгенографии пространственное разрешение составляет около 0,3 мм. Аналогично пространственное разрешение способны обеспечить и лучшие известные рентгеновские приемники. Однако для исследования структуры кости и обнаружения переломов в виде трещин необходимо иметь разрешение не хуже 10 пар линий на миллиметр, т.е. 0,1 мм. Например, характерный размер "мостиков" в кости составляет порядка 50 мкм. Кроме того, объект исследования может быть скрыт за толщей гипса или может быть экранирован частью тела пациента, при этом существенное значение имеет обеспечение контрастности изображения. С этой целью необходимо обеспечить предельно высокую чувствительность рентгеновского приемника для широкого спектра энергий рентгеновского излучения без потери разрешения.For conventional photographic film radiography, the spatial resolution is about 0.3 mm. Similarly, spatial resolution can provide the best known x-ray receivers. However, to study the structure of the bone and detect fractures in the form of cracks, it is necessary to have a resolution of no worse than 10 pairs of lines per millimeter, i.e. 0.1 mm For example, the characteristic size of the "bridges" in the bone is about 50 microns. In addition, the object of study can be hidden behind the thickness of the gypsum or can be shielded by a part of the patient’s body, while ensuring the contrast of the image is essential. To this end, it is necessary to provide extremely high sensitivity of the X-ray detector for a wide range of X-ray energies without loss of resolution.

При этом необходимо снизить лучевую нагрузку на пациента путем уменьшения количества рентгенограмм для получения диагностической информации.In this case, it is necessary to reduce the radiation load on the patient by reducing the number of radiographs to obtain diagnostic information.

Известное устройство линейного рентгеновского приемника для цифровой рентгенографической медицинской установки [1] содержит линейный многоэлементный рентгеночувствительный приемник, выход которого соединен с системой опроса и считывания зарядов, подключенной через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) к входу компьютера. Многоэлементный рентгеночувствительный приемник, выполненный в виде многопроволочной пропорциональной камеры с веерной анодной плоскостью, The known device of a linear x-ray receiver for a digital radiographic medical device [1] contains a linear multi-element x-ray detector, the output of which is connected to a polling and reading system of charges connected via an analog-to-digital converter (ADC) to the input of the computer. A multi-element x-ray detector made in the form of a multiwire proportional chamber with a fan anode plane,

помещенной в герметичный корпус и заполненный инертным газом под давлением 3 атмосферы, обеспечивает пространственное разрешение около 1 ммplaced in a sealed enclosure and filled with inert gas under a pressure of 3 atmospheres, provides a spatial resolution of about 1 mm

Известна также малодозовая цифровая рентгенографическая установка [2], предназначенная для широкого круга рентгенологических обследований, представляющая собой систему сканирующего типа, в которой изображение формируется с помощью однокоординатного детектора. Из рентгеновского потока, генерируемого рентгеновской трубкой, с помощью щелевого коллиматора формируется плоский луч, который, после прохождения через тело пациента, попадает во входное окно детектора. Во время экспозиции излучатель, коллиматор и детектор равномерно и синхронно перемещаются вдоль тела пациента. Данные с детектора о распределении излучения вдоль одной «строки» изображения каждые несколько миллисекунд переписываются в память. После окончания сканирования весь снимок передается в компьютер, и после быстрой обработки изображение появляется на дисплее.Also known is a low-dose digital radiographic unit [2], designed for a wide range of radiological examinations, which is a scanning-type system in which an image is formed using a single-axis detector. A flat beam is formed from the x-ray stream generated by the x-ray tube using a slit collimator, which, after passing through the patient’s body, enters the detector input window. During exposure, the emitter, collimator and detector move uniformly and synchronously along the patient’s body. The data from the detector on the distribution of radiation along one “line” of the image is copied to the memory every few milliseconds. After scanning, the entire image is transferred to the computer, and after quick processing, the image appears on the display.

В указанных выше известных устройствах применяются рентгеновские приемники с частичной регистрацией изображения, в которых полное изображение формируется путем сканирования либо рентгеновским пучком, либо приемным устройством (сканирующая проекционная рентгенография). В результате при построчном вводе изображения происходит неоправданное переоблучение объекта в десятки раз. Поэтому недостатком таких устройств является большое время сканирования и соответственно большая доза облучения пациента.In the above known devices, X-ray receivers with partial image registration are used, in which a complete image is formed by scanning either with an X-ray beam or with a receiving device (scanning projection radiography). As a result, with line-by-line input of an image, an unjustified overexposure of an object occurs tens of times. Therefore, the disadvantage of such devices is the long scan time and, accordingly, a large dose of radiation to the patient.

Частичное устранение указанных недостатков обеспечивается за счет увеличения элементов приемной матрицы излучения.Partial elimination of these disadvantages is achieved by increasing the elements of the receiving radiation matrix.

Например, известный матричный рентгеновский приемник [3] содержит координатно-чувствительную матрицу из фоточувствительных элементов и оптически с ней связанные сцинтилляционные элементы в виде светопроводящих волокон, расположенных параллельно друг другу и образующих входной экран матричного приемника. Использование световолоконной оптики на основе микроканальных пластин с размером элемента 20-30 мкм и перемычек между ними 5-10 мкм позволяет достичь предельного разрешения около 40-60 мкм.For example, the known X-ray matrix detector [3] contains a coordinate-sensitive matrix of photosensitive elements and optically associated scintillation elements in the form of light-conducting fibers parallel to each other and forming the input screen of the matrix receiver. The use of fiber optics based on microchannel plates with an element size of 20-30 microns and jumpers between them 5-10 microns allows you to achieve the ultimate resolution of about 40-60 microns.

Недостатком известного матричного рентгеновского приемника (МРП) является низкая чувствительность из-за потерь фотонов в светопроводящих волокнах по мере их A disadvantage of the known matrix X-ray detector (MCI) is the low sensitivity due to the loss of photons in the light guide fibers as they

продвижения в среде люминофора к фоточувствительным элементам матрицы. Причем, чем выше энергия рентгеновского излучения, тем требуется более протяженный сцинтилляционный элемент и тем выше потери фотонов. При 120 кэВ величина потерь может достигать 70% и более, что приводит к значительному переоблучению пациента. Кроме того, изготовление матричного световолоконного экрана с перемычками порядка 5-10 мкм достаточно трудоемко, требует значительных затрат и невозможно при крупносерийном или массовом производстве.advances in the phosphor medium to the photosensitive elements of the matrix. Moreover, the higher the X-ray energy, the more extended the scintillation element is required and the higher the loss of photons. At 120 keV, the magnitude of the loss can reach 70% or more, which leads to a significant over-exposure of the patient. In addition, the manufacture of a matrix fiber optic screen with jumpers of the order of 5-10 microns is quite laborious, requires significant costs and is not possible with large-scale or mass production.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является устройство для регистрации и формирования рентгеновского изображения [4], содержащее источник рентгеновского излучения, многоканальный рентгеновский приемник, состоящий из многострочной многоэлементной матрицы, блок опроса и считывания, аналого-цифровой преобразователь, контроллер управления матрицей, блок обработки цифровой информации, первый и второй блоки отображения информации, причем выход многоканального рентгеновского приемника присоединен к первому входу блока опроса и считывания, первый выход которого соединен со входом многоканального рентгеновского приемника, а второй выход блока опроса и считывания подключен ко входу аналого-цифрового преобразователя, выход которого присоединен к сигнальному входу контроллера управления матрицей, первый выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а второй выход контроллера присоединен к второму управляющему входу блока опроса и считывания, а цифровой выход контроллера соединен информационной шиной с входом блока обработки цифровой информации (ПЭВМ), к двум выходам которого подключены первый и второй блоки отображения информации - монитор и принтер.Closest to the claimed technical solution is a device for recording and forming an x-ray image [4], containing an x-ray source, a multi-channel x-ray receiver, consisting of a multi-line multi-element matrix, a polling and reading unit, an analog-to-digital converter, a matrix control controller, a digital processing unit information, the first and second blocks display information, and the output of the multi-channel x-ray receiver is connected to the first input of the block millet and readout, the first output of which is connected to the input of the multi-channel X-ray receiver, and the second output of the polling and reading unit is connected to the input of the analog-to-digital converter, the output of which is connected to the signal input of the matrix control controller, the first output of which is connected to the control input of the analog-to-digital converter and the second controller output is connected to the second control input of the polling and reading unit, and the digital output of the controller is connected by an information bus to the input of digital information processing (PC), to the two outputs of which the first and second information display units are connected - a monitor and a printer.

Работа известного устройства заключается в следующем. Одновременно с включением рентгеновского излучения с пульта управления на вход блока обработки цифровой информации (ПЭВМ) поступает сигнал, запускающий программу, по которой включается сканирующее рентгеновского аппарата и контроллер управления матрицей, который начинает опрос многоэлементной ПЗС матрицы через блок опроса и считывания и аналого-цифровой преобразователь (АЦП).The operation of the known device is as follows. Simultaneously with the inclusion of x-ray radiation from the control panel to the input of the digital information processing unit (PC), a signal is triggered that starts the program by which the scanning x-ray apparatus and the matrix control controller are turned on, which starts polling the multi-element CCD through the polling and reading unit and the analog-to-digital converter (ADC).

Использование в составе рентгеновского приемника контроллера управления матрицей и самой матрицы с форматом, содержащем несколько строк обеспечивает The use of the matrix control controller and the matrix itself with a format containing several lines in the x-ray receiver provides

сохранение заданного пространственного разрешения и частично снижает радиационные нагрузки на пациента.preservation of a given spatial resolution and partially reduces radiation loads on the patient.

Недостатком известного устройства является относительно продолжительное время сканирования и соответственно большая доза облучения пациента. Кроме того, при последовательном вводе фрагментов изображения источник излучения - рентгеновская трубка включается на время, необходимое для сканирования всего объекта, что приводит к ускоренному выходу ее из строя, а также к многократному увеличению уровня фонового рентгеновского излучения в помещении.A disadvantage of the known device is the relatively long scan time and, accordingly, a large dose of radiation to the patient. In addition, when sequentially inputting image fragments, the radiation source — the x-ray tube — is turned on for the time required to scan the entire object, which leads to its accelerated failure, as well as to a multiple increase in the level of background x-ray radiation in the room.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков достигается в предлагаемом устройстве для формирования и регистрации рентгеновского изображения, содержащем источник рентгеновского излучения, сцинтилляционный экран, оптически связанный посредством проекционной оптической системы с блоком регистрации изображения, блок обработки цифровой информации, блок считывания, аналого-цифровой преобразователь и контроллер, тем, что блок регистрации изображения содержит последовательно связанные усилитель изображения, волоконно-оптическую систему и фоточувствительную многоэлементную матрицу, а также элемент охлаждения, выполненный, например, в виде элемента Пельтье, при этом первый и второй выходы блока считывания подключены соответственно к информационному входу аналого-цифрового преобразователя и ко входу считывания фоточувствительной многоэлементной матрицы, информационный выход которой соединен с информационным входом блока считывания, управляющий вход которого соединен с первым управляющим выходом контроллера, второй управляющий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя, а третий управляющий выход контроллера соединен со входом управления источника рентгеновского излучения, при этом информационный выход контроллера подключен к блоку обработки цифровой информации.The technical result, which consists in eliminating these drawbacks, is achieved in the proposed device for generating and registering an X-ray image containing an X-ray source, a scintillation screen optically coupled by means of a projection optical system with an image recording unit, a digital information processing unit, a reading unit, an analog-to-digital converter and a controller, in that the image registration unit comprises a series-connected image amplifier , a fiber-optic system and a photosensitive multi-element matrix, as well as a cooling element made, for example, as a Peltier element, while the first and second outputs of the reading unit are connected respectively to the information input of the analog-to-digital converter and to the reading input of the photosensitive multi-element matrix, information the output of which is connected to the information input of the reader, the control input of which is connected to the first control output of the controller, the second control output to torogo connected to the control input of the analog-to-digital converter, and a third control output of the controller is connected to the X-ray source control input, with information of the controller output is connected to the block of digital information processing.

При этом усилитель изображения состоит из последовательно расположенных фотокатода, микроканальной пластины и люминофорного слоя.In this case, the image amplifier consists of a sequentially located photocathode, a microchannel plate and a phosphor layer.

Указанный технический результат достигается также тем, что микроканальная пластина состоит из из алмазоподобной пленки с сотовой структурой микроканалов диаметром 1-15 мкм и внутренней полупроводящей поверхностью.The specified technical result is also achieved by the fact that the microchannel plate consists of a diamond-like film with a honeycomb structure of microchannels with a diameter of 1-15 microns and an internal semiconducting surface.

Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated in the drawing.

Устройство содержит источник 1 рентгеновского излучения, воздействующий на объект 2 исследования, сцинтилляционный экран 3, оптически связанный посредством проекционной оптической системы 4, состоящей из фокусирующего элемента 5 и механического блока 6 юстировки с блоком 7 регистрации изображения.The device comprises an X-ray source 1, acting on the object 2 of the study, a scintillation screen 3, optically coupled by means of a projection optical system 4, consisting of a focusing element 5 and a mechanical alignment unit 6 with the image registration unit 7.

Блок 7 регистрации изображения содержит усилитель 8 изображения, состоящий из последовательно расположенных фотокатода 9, микроканальной пластины 10 и люминофорного слоя 11, связанного через волоконную систему 12 с фоточувствительной многоэлементной матрицей 13, контактирующей с элементом 14 охлаждения, выполненным, например, в виде элемента Пельтье. Микроканальная пластина 10 состоит из из алмазоподобной пленки с сотовой структурой микроканалов диаметром 1-15 мкм и внутренней полупроводящей поверхностью.The image recording unit 7 contains an image amplifier 8, consisting of a sequentially located photocathode 9, a microchannel plate 10 and a phosphor layer 11 connected through a fiber system 12 with a photosensitive multi-element matrix 13 in contact with the cooling element 14, made, for example, in the form of a Peltier element. The microchannel plate 10 consists of a diamond-like film with a honeycomb structure of microchannels with a diameter of 1-15 microns and an internal semiconducting surface.

В состав устройства входят также блок 15 считывания, аналого-цифровой преобразователь 16, контроллер 17 и блок 18 обработки цифровой информации.The device also includes a reading unit 15, an analog-to-digital converter 16, a controller 17, and a digital information processing unit 18.

При этом первый и второй выходы блока 15 считывания подключены соответственно к информационному входу аналого-цифрового преобразователя 16 и ко входу считывания фоточувствительной многоэлементной матрицы 13, информационный выход которой соединен с информационным входом блока 15 считывания, управляющий вход которого соединен с первым управляющим выходом контроллера 17, второй управляющий выход которого подключен к управляющему входу аналого-цифрового преобразователя 16, а третий управляющий выход контроллера 17 соединен со входом управления источника 1 рентгеновского излучения, а информационный выход контроллера 17 подключен к блоку 18 обработки цифровой информации.In this case, the first and second outputs of the reading unit 15 are connected respectively to the information input of the analog-to-digital converter 16 and to the reading input of the photosensitive multi-element matrix 13, the information output of which is connected to the information input of the reading unit 15, the control input of which is connected to the first control output of the controller 17, the second control output of which is connected to the control input of the analog-to-digital converter 16, and the third control output of the controller 17 is connected to the control input Ia X-ray source 1, a data output controller 17 is connected to the processing unit 18 to digital information.

Проекционная оптическая система 4 предназначена для фокусировки оптического изображения сцинтилляционного экрана 3 на вход блока 7 регистрации изображения с обеспечением максимального светового потока, попадающего на его вход при заданных характеристиках разрешения и мощности рентгеновского излучения и может, например, включать криволинейные фокусирующие зеркала, обеспечивающие значительное усиление светового потока по сравнению с фокусирующей системой на основе линз.The projection optical system 4 is designed to focus the optical image of the scintillation screen 3 to the input of the image registration unit 7 with the maximum luminous flux reaching its input at the given resolution and x-ray power characteristics and may, for example, include curved focusing mirrors that provide significant amplification of the light flow compared to a lens-based focusing system.

Усилитель 8 изображения, включающий последовательно оптически связанные фотокатод 9, микроканальную пластину 10 и люминофорный слой 11, совместно с волоконно-оптической системой 12 предназначены для переноса изображение на многострочную фоточувствительную многоэлементную матрицу 13, при этом микроканальная пластина 10 может, но не обязательно, состоять из пластины из алмазоподобной пленки с сотовой структурой микроканалов диаметром 1-15 мкм причем спектральная чувствительность фотокатода 9 максимально приближена к спектру излучения сцинтилляционного экрана 3.The image intensifier 8, which includes sequentially optically coupled photocathode 9, a microchannel plate 10 and a phosphor layer 11, together with a fiber optic system 12 are designed to transfer an image onto a multi-line photosensitive multi-element matrix 13, while the microchannel plate 10 may, but not necessarily, consist of wafers of a diamond-like film with a honeycomb structure of microchannels with a diameter of 1-15 μm and the spectral sensitivity of the photocathode 9 is as close as possible to the radiation spectrum of scint llyatsionnogo screen 3.

Указанное выше выполнение блока 7 регистрации изображения позволяет получить полноформатное статичное либо динамическое рентгеновское изображение.The above implementation of the block 7 image registration allows you to get a full-size static or dynamic x-ray image.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

После включения электропитания и предварительного выбора режима работы рентгеновского излучения включается источник рентгеновского излучения 1. Поток излучения, проходя через объект исследования 2 образует на сцинтилляционном экране 3 теневое рентгеновское изображение, которое проходя через сцинтилляционный слой экрана возбуждает в нем молекулы сцинтиллятора и тем самым формирует оптическое изображение.After turning on the power and preliminary selecting the operating mode of the x-ray radiation, the x-ray source 1 is turned on. The radiation flux passing through the object of study 2 forms a shadow x-ray image on the scintillation screen 3, which, passing through the scintillation layer of the screen, excites scintillator molecules in it and thereby forms an optical image .

Это изображение с помощью линзы 5 проекционной оптической системы 4 проецируется на оптический вход блока 7 регистрации изображения.This image using the lens 5 of the projection optical system 4 is projected onto the optical input of the image registration unit 7.

Световой поток попадает на фотокатод 9, вызывая эмиссию электронов, которые ускоряются микроканальной пластиной 10 и попадают на люминофорный слой 11. Для ускорения потока электронов к микроканальной пластине 12 прикладывается высокое напряжение блока питания (на чертеже не показан). Микроканальная пластина 10 может, быть выполнена, например, на основе алмазоподобной пленки с сотовой структурой с размером ячейки 1-15 мкм и внутренней полупроводящей поверхностью. На люминофорном слое 11 под воздействием ускоренного потока электронов вновь формируется оптическое изображение.The luminous flux enters the photocathode 9, causing the emission of electrons, which are accelerated by the microchannel plate 10 and fall on the phosphor layer 11. To accelerate the electron flux, a high voltage of the power supply unit (not shown) is applied to the microchannel plate 12. The microchannel plate 10 can be made, for example, based on a diamond-like film with a honeycomb structure with a cell size of 1-15 μm and an internal semiconducting surface. An optical image is again formed on the phosphor layer 11 under the influence of an accelerated electron flow.

Усилитель 8 изображения обеспечивает большой коэффициент усиления и высокое пространственное разрешение. Для эффективного усиления входного изображения спектральная чувствительность фотокатода 9 максимально приближена к спектру излучения сцинтилляционного экрана 3.The image amplifier 8 provides a large gain and high spatial resolution. To effectively enhance the input image, the spectral sensitivity of the photocathode 9 is as close as possible to the radiation spectrum of the scintillation screen 3.

Оптическое изображение, получаемое на выходном люминофорном слое 11, переносится волоконно-оптической пластиной 12 и принимается многострочной фоточувствительной многоэлементной матрицей 13.The optical image obtained on the output phosphor layer 11 is transferred by a fiber optic plate 12 and is received by a multi-line photosensitive multi-element matrix 13.

Дополнительное повышение чувствительности матрицы 13 обеспечивается уменьшением темнового тока за счет ее охлаждения с помощью охладителя 14, например, элемента Пельтье. Темновой ток постоянно присутствует в элементах матрицы 13 и создает значительные шумы, поскольку он заполняет пиксели матриц тепловыми электронами, которые не содержат полезной информации. При этом темновой ток удваивается при нагреве матрицы на 6-8°С.An additional increase in the sensitivity of the matrix 13 is provided by a decrease in the dark current due to its cooling by means of a cooler 14, for example, a Peltier element. The dark current is constantly present in the elements of the matrix 13 and creates significant noise, since it fills the pixels of the matrices with thermal electrons that do not contain useful information. In this case, the dark current doubles when the matrix is heated by 6-8 ° C.

Для охлаждения матрицы 13 ее корпус присоединен к радиатору термоэлектрического холодильника Пельтье 14, электропитание которого осуществляется от блока электропитания (не показан). При этом сброс образовавшегося тепла производится на корпус многоканального блока 7. За счет термоэлектрического холодильника Пельтье 14 матрица 13 охлаждается на 25°С ниже температуры окружающей среды. При этом реальный выигрыш при использовании охладителя 14 по сравнению с матрицей без охлаждения, составляет около 37-39°С. Это приводит к уменьшению темнового тока примерно в 30-40 раз.To cool the matrix 13, its casing is connected to the radiator of a Peltier thermoelectric refrigerator 14, the power of which is supplied from the power supply unit (not shown). In this case, the generated heat is discharged to the body of the multi-channel unit 7. Due to the Peltier thermoelectric cooler 14, the matrix 13 is cooled 25 ° C below the ambient temperature. Moreover, the real gain when using cooler 14 compared to the matrix without cooling is about 37-39 ° C. This leads to a decrease in the dark current by about 30–40 times.

Считывание сигнала изображения с выхода матрицы 13 осуществляется следующим образом.Reading the image signal from the output of the matrix 13 is as follows.

Одновременно с включением источника 1 рентгеновского излучения 1 на вход блока 18 обработки цифровой информации поступает сигнал, запускающий программу, по которой блок 18 запускает контроллер 17, который осуществляет опрос многострочной многоэлементной матрицы 13 через блок 15 считывания и АЦП 16.Simultaneously with the inclusion of the source 1 of the x-ray radiation 1 at the input of the digital information processing unit 18, a signal is triggered that starts the program, according to which the unit 18 starts the controller 17, which polls the multi-line multi-element matrix 13 through the reading unit 15 and the ADC 16.

Блок 18 обработки информации обеспечивает передачу сформированного статического или динамического изображения для дальнейшей обработки компьютером или медицинской информационной системы. Блок 18 обработки цифровой информации обеспечивает также передачу изображения по цифровым интерфейсам Ethernet, USB, WiFi, IEEE 1394 в необходимом формате, подвергнутое цифровой компрессии (например, JPEG), а также передачу данных для последующей обработки медицинскими информационными системами в стандартном формате.The information processing unit 18 provides the transmission of the generated static or dynamic image for further processing by a computer or medical information system. The digital information processing unit 18 also provides image transmission via the digital interfaces Ethernet, USB, WiFi, IEEE 1394 in the required format, digitally compressed (for example, JPEG), as well as data transmission for subsequent processing by medical information systems in a standard format.

Достоинством предлагаемого технического решения является также то, что оно обеспечивает многократное снижение дозовых радиационных нагрузок на пациента и токовую нагрузку на источник излучения - рентгеновскую трубку и позволяет применять рентгеновские трубки более низкой мощности и стоимости.The advantage of the proposed technical solution is also that it provides a multiple reduction of radiation dose loads on the patient and the current load on the radiation source - the x-ray tube and allows the use of x-ray tubes of lower power and cost.

Устройство прошло эксплуатационные испытания и показало высокие технические характеристики по сравнению с прототипом.The device passed operational tests and showed high technical characteristics in comparison with the prototype.

Источники информации:Information sources:

1. Препринт Института ядерной физики СО РАН N 89, 1973 г.Новосибирск, стр.4-91. Preprint of the Institute of Nuclear Physics SB RAS N 89, 1973 Novosibirsk, pp. 4-9

2. Малодозовая цифровая рентгенографическая установка (МЦРУ) «Сибирь» (см. И.Б.Белова, В.М.Китаев, Малодозовая цифровая рентгенография [Малодозовая цифровая рентгенографическая установка "Сибирь-Н"], Орел, 2001.).2. Low-dose digital radiographic installation (ICRC) “Siberia” (see IB Belova, V. M. Kitaev, Low-dose digital radiography [Low-dose digital X-ray installation "Sibir-N"], Orel, 2001.).

3. Патент EПВ N 0143205, G01Т 1/00, 1988 г.3. Patent EPO N 0143205, G01T 1/00, 1988

4. Патент РФ №2130623, МПК G01T 1/00, 1/29, 1997 г.4. RF patent No. 2130623, IPC G01T 1/00, 1/29, 1997.

Claims

1. Device for generating and recording an x-ray image, containing an x-ray source, a scintillation screen, optically coupled by means of a projection optical system with an image registration unit, a digital information processing unit, a reading unit, an analog-to-digital converter and a controller, characterized in that the registration unit the image contains a series-connected image amplifier, a fiber optic system and a photosensitive multi-element matrix, as well as a cooling element, made, for example, in the form of a Peltier element, while the first and second outputs of the reader are connected respectively to the information input of the analog-to-digital converter and to the read input of the photosensitive multi-element matrix, the information output of which is connected to the information input of the reader, the control input of which connected to the first control output of the controller, the second control output of which is connected to the control input of the analog-to-digital converter, and the third unitary enterprise ulation output controller connected to the X-ray source control input, with information of the controller output is connected to the block of digital information processing.

2. The device according to claim 1, characterized in that the image amplifier consists of a sequentially located photocathode, a microchannel plate and a phosphor layer.

3. The device according to claim 2, characterized in that the microchannel plate consists of a diamond-like film with a honeycomb structure of microchannels with a diameter of 1-15 microns and an internal semiconducting surface.