SU1073907A1

SU1073907A1 - X-ray unit

Info

Publication number: SU1073907A1
Application number: SU823521590A
Authority: SU
Inventors: Николай Николаевич Блинов; Андрей Евгеньевич Гусев; Владимир Иванович Пелипенко; Александр Михайлович Прохоров; Рустам Исмаилович Утямышев; Эдуард Георгиевич Чикирдин
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники; Физический институт им.П.Н.Лебедева
Priority date: 1982-12-16
Filing date: 1982-12-16
Publication date: 1984-02-15

Description

Изобретение относитс к рентгено технике, а более конкретно к рентге новским аппаратам со средствами визуализации получаемых изображений. Известен рентгеновский аппарат, содержащий рентгеновскую трубку, источники высокого напр жени и тока накала, средства визуализации изображени;;, выполненные в видефлу оресцентного экрана Cl2. Недостатком известного аппарата вл етс небольшой диапазон получае мых. изображений. Наиболее близким техничес1 ;им решением к изобретению вл етс рентгеновский аппарат, содержащий рентгеновскую трубку, подключенную к ре гулируемым источникам высокого напр жени и тока накала, средства комму тации дл включени и выключени рентгеновской трубки, блок управлени , подключенный к источнику высокого напр жени , источнику тока нак ла и средствам коммутации, систему визуализации рентгеновского изображени , включающую оптическую сиетему , усилени изображени и телевизионную систему 2. В известном аппарате информативность изображени определ етс характеристиками системы усилени изо ражени и телевизионной системы, причем последн позвол ет чисто электронными средствами расширить динамический диапазон. Однако анало говый характер получаемой в системе усилени информации об изображении не позвол ет во многих случа х обес печить требуемое разрешение изображени . Цель изобретени - повышение информативности получаемых изображеПоставленна цель достигаетс тем, что в рентгеновском аппарате, содержащем рентгеновскую трубку, по ключенную к регулируемым источникам высокого напр жени и тока накала, средства коммутации дл включени и выключени рентгеновской трубки, блок управлени , подключенный к ист нику высокого напр жени , источнику тока накала, средства коммутации дл включени и выключени рентгеновской трубки, блок управлени , по клю 1енный к источнику высокого нап р жени , источнику тока и средствам коммутации, систему визуа лизгщии рентгеновского изображени , включгиощую оптическую систему.усилени изображени и телевизионную систему,в систему визуализации введены набор ма риц фоточувствительных триггерных элементов, блок установки порогов срабатывани триггерных элементов, микропроцессоры, запоминающее и вычислительное устройства, причем каж дый микропроцессор подключен к одно из матриц, выходы микропроцессоров подключены к входам запоминающего устройства, выходы которого подключены к вычислительному устройству, к которому подключена телевизионна система, а в блок у1 равлени сигналов введены средства получени сигналов управлени периодическим включением и выключением рентгеновской трубки, а также сигналов управлени микропроцессорами и программируемым блоком установки порогов срабатывани триггерных элементов матриц. На фиг. 1 показана схема предлагаемого рентгеновского аппарата; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов управлени на различных элементах аппарата. Рентгеновский аппарат содержит трехэлектродную рентгеновскую трубку 1, подключенную к регулируемым источникам 2 и 3 высокого напр жени и тока накала. К управл ющему электроду 4 труеки 1 подключен коммутируемый источник 5 управл ющего: напр жени (источник выполнен управл емым дл разных UQ, |. В системе визуализации аппарат содержит экран-преобразователь б, оптическую систему 7, набор матриц 8 фотофувствительных триггерных элементов, к который подключены последовательно соединенные друг с другом микропроцессоры 9, запоминающее устройство (ЗУ) 10, вычислительное устройство 11, телевизионный преобразов ательный тракт 12 и видеоконтрольное устройство (ВКУ 13.,К матрицам 8 подключен блок -14 установки порогов срабатывани триггерных элементов. Аппарат содержит также блок 15 управлени , содержаший средства 16 управлени источниками 2 и 3 высокого напр жени и тока накала и средства 17 получени сигналов управлени периодическим включением и выключением рентгеновской трубки 1, а также сигналов управлени микропроцессорами 9 и блоком 14. Выход средств 17 дл периодического включени и выключени трубки 1 подключен к коммутирующему входу источника .5 управл ющего напр жени . Работа аппарата основана на свойствах матриц 8 Фоточувствительных триггерных элементов. Кажда матрица состоит их 2-х (64x128 фото чеек, кажда из которых работает в триг герном режиме о регулируемым по ркости порогом срабатывани . Спектральный диапазон чувствительности фого чеек 450-1100 им. Размер одной чейки 15X30 мкм. Кажда фото чейка состоит из МОП-транзистора, конденсатора , компаратора и элемента пам ти . Материал матрицы - кремний. Питание матрицы - напр жение 5В, - 5В,. + 12В. Потребл ема мощностьThe invention relates to X-ray technology, and more specifically to X-ray machines with means of visualizing the obtained images. A X-ray apparatus containing an X-ray tube, high voltage and current sources, image visualization means ;; made in the form of an optical screen Cl2 is known. A disadvantage of the known apparatus is a small range of results. images. The closest technical solution to the invention is an x-ray apparatus containing an x-ray tube connected to adjustable high voltage and current sources, switching means for turning the x-ray tube on and off, a control unit connected to a high voltage source current and switching facilities, an X-ray imaging system including an optical network, image enhancement and a television system 2. In a known apparatus, the information The image is determined by the characteristics of the image enhancement system and the television system, the latter allowing the electronic range to expand the dynamic range. However, the analog character of image information gain obtained in the system does not allow in many cases to provide the required image resolution. The purpose of the invention is to increase the information content of the image. The goal is achieved by the fact that, in an x-ray machine containing an x-ray tube connected to adjustable sources of high voltage and current, switching means for turning on and off the x-ray tube, a control unit connected to a high voltage source power supply, current source, switching equipment for turning on and off the x-ray tube, control unit, connected to the high voltage source, current source and switching facilities, an X-ray imaging system, an optical system, image enhancements and a television system, a set of patterns of photosensitive trigger elements, a trigger setting threshold unit, microprocessors, a memory and a computing device, each microprocessor are connected, are introduced into the visualization system to one of the matrices, the outputs of the microprocessors are connected to the inputs of the storage device, the outputs of which are connected to the computing device The TV system to which the television system is connected, and in the signal control unit, means are introduced for obtaining control signals for the periodical switching on and off of the X-ray tube, as well as control signals for the microprocessors and the programmable unit for setting the trigger thresholds of the matrix elements. FIG. 1 shows the scheme of the proposed x-ray apparatus; in fig. 2 shows timing charts of control signals on various elements of the apparatus. The x-ray machine contains a three-electrode x-ray tube 1 connected to adjustable sources 2 and 3 of high voltage and current of incandescence. The control electrode 4 of the pipes 1 is connected to a switching source 5 of the control: voltage (the source is controllable for different UQ, |. In the visualization system, the device contains a screen converter b, an optical system 7, a set of 8 photosensitive trigger elements, to which Microprocessors 9 connected in series with each other, a storage device (memory) 10, a computing device 11, a television conversion path 12 and a video monitor (ICS 13., a block 14 is connected to the matrices 8 setting trigger thresholds for trigger elements. The device also contains a control unit 15 containing means 16 for controlling high voltage sources 2 and 3 and current for heating and means 17 for receiving signals to control the periodic switching on and off of the X-ray tube 1, as well as signals for controlling microprocessors 9 and block 14 The output of the means 17 for periodically switching on and off the tube 1 is connected to the switching input of the source .5 of the control voltage. The operation of the device is based on the properties of matrices 8 Photosensitive trigger elements. Each matrix consists of 2 (64x128 photo cells, each of which operates in trigger mode on a threshold of adjustable brightness. The spectral sensitivity range of photo cells 450-1100 of them. The size of a single cell is 15X30 µm. Each photo cell consists of MOS- transistor, capacitor, comparator and memory element. Matrix material - silicon. Matrix power supply - voltage 5V, - 5V, + 12V. Power consumption

0,5Вт. В спектральном диапазоне чувствительности можно выставить до 10 порогов срабатывани , т.е. обнаружить соответствующее количество градаций ркости.0.5W. In the spectral sensitivity range, up to 10 thresholds can be set, i.e. detect the appropriate number of gradations of brightness.

До начала экспозиций с помощь о средств 16 блока 15 управлени устанавливают требуемые величины высокого напр жени и тока накала на источниках 2 и 3. Затем осуществл ю включение аппарата, при котбром средства 16 включают источники 2 и 3, а средства 17 осуществл ютPrior to the beginning of exposures, using the means 16 of the control unit 15, set the required values of high voltage and filament current at sources 2 and 3. Then the device was turned on, at which the means 16 turned on the sources 2 and 3, and the means 17 carried out

I управление включением и выключением рентгеновской трубки 1, работой микропроцессоров 9 и блока 14. Это управление осуществл етс следук цим обраэсж. Сначала на источник 5, коТОРЦЙ 8 нормгьпьном состо нии запирает трубку 1, направл ют первый manynbCf отключак ций этот источник 5 и включающий трубку 1 (фиг. 2 о). Генерируемое рентгеновское излучение преобразуетс экраном-преобразователем 6 в световое излучение, которое оптичесжой системой 7 фокусируетс на матрицах 8. Те чувствительные элементы матрицы, на которые .падает световой поток с интенсивностью , превышающей их порог срабатывани , переходит в другое логическое состо ние. Затем на источник 5 поступает следующий импульс со средств 16, который включает источник 5 и запирает трубку 1. На матрицах 8 зарегистрирована двоична картина ,- соответствующа распределению интенсивности излучени выше и ниже уровн , который определ ет получение пороговой интенсивности от свечени экрана 6. Затем или одновременно с отключением трубки 1 первыйI control the on and off of the X-ray tube 1, the operation of the microprocessors 9 and the block 14. This control is carried out by the following process. First, the source 5, co-opting 8, with its normal state, blocks the tube 1, sends the first manynbCf trips of this source 5 and the switching-on tube 1 (Fig. 2 o). The generated X-rays are converted by the converter screen 6 into light, which is focused by the optical system 7 on the matrices 8. Those sensitive elements of the matrix, to which the luminous flux with an intensity exceeding their trigger threshold, transits to another logical state. The next impulse from the means 16, which turns on the source 5 and locks the tube 1, is then fed to the source 5. On the matrices 8 a binary picture is recorded, corresponding to the distribution of the radiation intensity above and below the level, which determines the receipt of the threshold intensity from the glow of the screen 6. Then or simultaneously with disconnecting the tube 1 first

импульс со средств 17 поступает на микропроцессоры 9 (фиг. 25;, которые производ т считывание матриц 8. Второй икпульс отключает микропроцессоры 9 от матриц 8 и подключает их к ЗУ 10. После отключени микропроцессоров 9 первый импульс управлени поступает на блок 14 (фиг.2 в), который производит стирание содержимого матриц 8. Затем по.приходе вто0 :рого импульса блок 14 в соответствии с заданной прогргшмой устанавливает следующий порог срабатывани элементов матриц 8. Указанный цикл повтор етс количество раз, соответствующее заданному количеству града5 ций плотности.the impulse from the means 17 goes to the microprocessors 9 (Fig. 25; that read the matrices 8). The second IC pulses disconnects the microprocessors 9 from the matrices 8 and connects them to the memory 10. After the microprocessors 9 are disconnected, the first control pulse goes to block 14 (Fig. 2 c), which erases the contents of the matrices 8. Then, at the arrival of the second 0: pulse, the block 14, in accordance with the predetermined progress, sets the next threshold for the elements of the matrices 8. The specified cycle repeats the number of times corresponding to the specified number density gradations.

Полученные на каждом цикле двоичные картины с матриц 8 запоминаютс в ЗУ 10. Вычислительное устройство 11 производит над заполненными Obtained on each cycle, binary pictures from matrices 8 are stored in memory 10. Computing device 11 produces over filled

0 картинами следующие действи . Сначала оно вычитает каждую предыдущую картину из последующей (или наоборот ) и формирует набор разностных картин, кажда из которых соответ5 ствует заданному узкому диапазону ркости. Затем все картины суммируютс весовым образцом в результирующую картину, преобразуемую в тракте 12 в телевизионный- сигнал изобра0 жени внутреннего строени исследуемого объекта, визуализируемый на ВКУ 13.0 pictures following actions. First, it subtracts each previous pattern from the subsequent one (or vice versa) and forms a set of difference patterns, each of which corresponds to a given narrow range of brightness. Then all the pictures are summed up by a weight sample into the resulting picture, which is transformed in path 12 into a television signal — an image of the internal structure of the object under study, visualized on VKU 13.

Предлагаемое решение позвол ет повысить информативность рентгеновс5 ких изображений за счет высокочувствительной регистрации малых градаций ркости изображени и их индикации в виде частных картин, сочетание которых позвол ет получить пол0 ное изображение. iThe proposed solution makes it possible to increase the information content of X-ray images due to the highly sensitive registration of small gradations of the image brightness and their display in the form of private pictures, the combination of which allows to obtain a complete image. i

OL} HO исггючнин 5OL} HO Isgyuchnin 5

5) HCf Mutfponpot eccopttt 95) HCf Mutfponpot eccopttt 9

8) (Й/7ЛГ/48) (TH / 7ЛГ / 4

Claims

X-ray apparatus, containing an x-ray tube connected to regulated sources of high voltage and glow current, switching means for turning the x-ray tube on or off, a control unit connected to a high voltage source, glow current and switching means, an x-ray image visualization system including includes an optical image amplification system and a television system, characterized in that, in order to increase the information content of the resulting images, the video system For visualization, a set of matrices of photosensitive trigger elements, a programmable block for setting thresholds for triggering matrix elements, microprocessors, a memory and a computing device were introduced, each microprocessor connected to one of the matrices, the outputs of the microprocessors connected to the inputs of the memory device, the outputs of which are connected to a computing device to which the television system is connected, and means for receiving periodic control signals are introduced into the control unit of the apparatus turning them X-ray tube, and microprocessor control signals and the programmable block setting trigger threshold matrix elements. ·

SU ,, .. 1073907>