СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО ТЕСТИРОВАНИЯ ЦИФРОВОГО ПРИЕМНИКА РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
SYSTEM OF AUTOMATIC TESTING OF DIGITAL X-RAY IRRADIATION RECEIVER

Изобретение относится к рентгеновской технике, в том числе к медицинской, а именно к устройствам для контроля технических характеристик цифровых рентгеновских аппаратов, и может быть использовано для тестирования цифровых приемников рентгеновского излучения.
Предшествующий уровень техники
Цифровой приемник рентгеновского излучения представляет собой устройство, содержащее рентгеновский экран, преобразующий рентгеновское излучение в видимое, оптическую систему переноса изображения на фоточувствительную ПЗС-матрицу (блок фотодетекторов на основе приборов с зарядовой связью), выполняющую преобразование спроецированного на нее изображения в цифровой сигнал. Цифровой сигнал с фоточувствительной ПЗС-матрицы поступает в блок обработки изображений. Уже по полученному и соответствующим образом обработанному изображению выполняют диагностику исследуемого объекта, поэтому важнейшим параметром подобных систем является качество полученного рентгеновского изображения исследуемого объекта. Система автоматического тестирования настройки резкости изображения позволяет уменьшить риски неверной диагностики по полученному рентгеновскому изображению, исключив использование приемника рентгеновского излучения, непригодного по параметру резкости изображения. Подобный выход из строя, к примеру, возможен при чрезмерных механических нагрузках на приемник рентгеновского излучения при неверном транспортировании или неверной эксплуатации.
Известна система (патент СА 2412711, МПК А61В 6/04, опубликован 23.05.2003, патент-аналог US 6869218) автоматического тестирования настройки резкости изображения цифрового приемника рентгеновского излучения, содержащего установленный по ходу излучения от рентгеновского источника рентгеновский экран, оптическую систему переноса изображений с экрана на фоточувствительную матрицу прибора с зарядовой связью (далее ПЗС-матрицу), выход которой соединен с блоком обработки изображений. Система содержит расположенные на периферии излучающей поверхности экрана и вне его рабочей зоны, то есть вне зоны подлежащих исследованию изображений, тестовые структуры, которые изготовлены из материала, пропускающего короткие волны ультрафиолетового излучения. Со стороны излучающей поверхности рентгеновского экрана установлен источник ультрафиолетового излучения заданного спектра, который облучает область рентгеновского экрана с тестовой структурой. Попадая на рентгеновский экран, ультрафиолетовое излучение преобразуется в видимое, которое и формирует изображение данной тестовой структуры. При калибровке приемника рентгеновского излучения регистрируют и сохраняют опорные изображения тестовых структур, с которыми сравниваются изображения, получаемые в процессе эксплуатации.
Данная система позволяет производить контроль резкости получаемого изображения только при применении заданных типов экранов, имеющих соответствующие полосы поглощения ультрафиолетового излучения и соответствующий спектр излучения. Таким образом, ограничен выбор рентгеновских экранов, которые могут быть использованы в подобных приемниках рентгеновского излучения.
При частичном совпадении спектров возбуждения рентгеновского экрана в ультрафиолетовом диапазоне (далее УФ) излучения рентгеновского экрана и чувствительности приемника рентгеновского излучения в УФ-диапазоне необходимо решать задачу фильтрации излучения с целью отделения отраженного УФ-излучения от вторичного УФ излучения рентгеновского экрана. Это приводит к дополнительным требованиям к оптике и, как следствие, - усложнение и удорожание конструкции. Использование подобных фильтров приводит к уменьшению полезного входного сигнала и, как следствие, к необходимости увеличения доз при проведении рентгеновских исследований.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является создание такой системы автоматического тестирования настройки резкости изображения цифровых приемников рентгеновского излучения, в которой достигнут технический результат, выражающийся в возможности тестирования настройки резкости изображения цифровых приемников рентгеновского излучения с разными типами экранов; в увеличении полезного входного сигнала и уменьшении погрешности.
Указанный технический результат в системе автоматического тестирования цифрового приемника рентгеновского излучения, содержащего установленный по ходу излучения от рентгеновского источника рентгеновский экран, оптическую систему переноса изображений с экрана на фоточувствительную ПЗС-матрицу, выход которой соединен с блоком обработки изображений, и включающей, по меньшей мере, три тестовые структуры, установленные в плоскости излучения рентгеновского экрана, достигается тем, что тестовые структуры расположены вне излучающей поверхности рентгеновского экрана и снабжены управляемыми источниками первичного излучения, которые установлены таким образом, что каждая тестовая структура находится в прямом ходе лучей от названных источников.
Лучший результат достигается, когда в качестве названных источников использованы светоизлучающие элементы с максимумом спектральной характеристики, близким к спектральному максимуму пропускания оптической системы переноса изображения.
Для решения задачи могут быть использованы светодиоды с излучением в видимом диапазоне.
В отличие от прототипа, автоматическое тестирование настройки резкости производят не по изображению тестовых структур во вторичном излучении рентгеновского экрана, а по изображениям тестовых структур, расположенных вне излучающей поверхности экрана и снабженных управляемыми источниками первичного излучения, которые установлены таким образом, что каждая тестовая структура расположена в прямом ходе лучей от названных источников.
Сущность заявляемого изобретения и возможность технической реализации поясняется примером конкретного выполнения, проиллюстрированного фиг.1 и 2.
На фиг.1 показан цифровой приемник рентгеновского излучения.
На фиг.2 более подробно показана тестовая структура с источником видимого излучения на основе светодиода. На фиг.1 и 2 обозначены:
1 - тестовая структура,
2 - источник видимого излучения,
3 - край излучающей поверхности экрана,
4 - край видимого поля в плоскости рентгеновского экрана,
5 - луч проекции источника видимого излучения на входную линзу объектива,
6 - объектив,
7 - блок обработки изображений фоточувствительной ПЗС -матрицы,
8 - подложка рентгеновского экрана,
9 - рентгеновский экран.
В цифровом приемнике рентгеновского излучения, на подложке 8 рентгеновского экрана 9, в углах между краем 3 излучающей поверхности рентгеновского экрана 9 (фиг.1 и 2) и краем 4 видимого поля установлены источники 2 видимого излучения (далее источники) на основе светодиодов с тестовыми структурами 1. Как показано на фиг.2, каждая тестовая структура 1 установлена в прямом ходе лучей от названных источников 2. Изображение каждой тестовой структуры 1 переносится лучами проекций 5 (фиг.1) на входную линзу объектива 6 и с помощью объектива 6 на блок 7 фоточувствительной ПЗС-матрицы.
Система работает следующим образом. В процессе калибровки приемника рентгеновского излучения изображение каждой тестовой структуры 1, подсвеченной источником излучения 2, обрабатывают в блоке 7 обработки изображений фоточувствительной ПЗС-матрицы и сохраняют в виде опорной частотно-контрастной характеристики (далее ЧКХ-характеристики). При работе приемника рентгеновского излучения в режиме эксплуатации источники излучения 2 синхронизируют с работой блока 7 обработки изображений фоточувствительной ПЗС-матрицы таким образом, что тестирование настройки резкости изображений выполняют при выполнении каждого снимка. При выполнении каждого снимка регистрируют изображения каждой тестовой структуры 1, подсвеченной в момент снимка источником излучения 2, в прямом ходе лучей проекций 5 от которого она установлена, и рассчитывают частотно-контрастные характеристики (ЧКХ-характеристики). Далее, полученные ЧКХ-характеристики сравнивают с опорными ЧКХ-характеристиками, полученными при калибровке приемника рентгеновского излучения. При неудовлетворении требованию по одинаковости в заданных пределах ЧКХ-характеристик для каждой тестовой структуры 1 эксплуатация приемника рентгеновского излучения останавливается. Периодичность тестирования устанавливается исходя из выбранной методики проверки приемника рентгеновского излучения.
Благодаря тому, что источники видимого излучения с тестовыми структурами установлены между краем излучающей поверхности рентгеновского экрана и краем видимого поля, данная система не привязана к типу используемого рентгеновского экрана и не требует фильтрации оптического сигнала по спектру, что соответственно не приводит к потере части входного сигнала. Исключаются все возможные погрешности и неточности, связанные с наложением спектра первичного источника УФ (Уф лампы) со спектром вторичного излучения рентгеновского экрана, спектром пропускания оптической системы и спектром чувствительности приемника рентгеновского излучения.
Лучший вариант осуществления изобретения
Лучшим вариантом осуществления изобретения является система автоматического тестирования цифрового приемника рентгеновского излучения, содержащего установленный по ходу излучения от рентгеновского источника рентгеновский экран, оптическую систему переноса изображений с экрана на фоточувствительную ПЗС-матрицу, выход которой соединен с блоком обработки изображений, и включающая четыре тестовые структуры, установленные в углах рамки экрана. При этом каждая тестовая структура снабжена подсветкой управляемыми светодиодами с излучением в видимом диапазоне, которые установлены таким образом, что каждая тестовая структура расположена по ходу излучения названных источников.
Промышленная применимость
Заявляемая система автоматического тестирования цифрового приемника рентгеновского излучения создана с использованием известных элементов и устройств. Как показала эксплуатация, система позволяет уменьшить риски неверной диагностики путем автоматического тестирования настройки резкости изображения цифрового приемника рентгеновского излучения по полученным рентгеновским изображениям, исключив возможное использование неработоспособного приемника по параметру резкости изображения. Подобный выход из строя, к примеру, возможен при чрезмерных механических нагрузках на приемник при неверном транспортировании или неверной эксплуатации.