СИСТЕМА ОПТИЧЕСКОГО ПЕРЕНОСА ИЗОБРАЖЕНИЯ В ЦИФРОВОМ ДЕТЕКТОРЕ ДЛЯ МЕДИЦИНСКОЙ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИКИ

Предлагаемая система оптического переноса изображения в цифровом детекторе для медицинской рентгенодиагностики относится к области медицины. Система предназначена для переноса оптического изображения с рентгеновского люминесцентного экрана на фоточувствительную поверхность ПЗС матриц. Предлагаемая система может быть использована в рентгеновских установках, применяемых в медицинских диагностических исследованиях.
Известен цифровой рентгеновский видеоканал (свидетельство на полезную модель №29650, опубликовано 27.05.2003 г. Бюл. №15) содержащий корпус, в котором последовательно установлены люминесцентный экран, зеркала для изменения направления светового пучка, цифровые видеокамеры с объективами, чувствительным элементом, каждой из которых является ПЗС-матрица, контроллер и монитор. Система переноса оптического изображения в цифровом рентгеновском видеоканале состоит из двух видеокамер, каждая ПЗС-матрица которой выполнена прямоугольной формы с соотношением сторон 2:3, а рабочее поле видеоканала разбито на две состыкованные длинными сторонами части, соотношение сторон каждой из которых равно 2:3, что соответствует размерам чувствительной зоны ПЗС-матриц видеокамер, при этом каждая видеокамера выведена из прямого воздействия рентгеновского излучения. Известное устройство решает задачу повышения эксплуатационной надежности и упрощение конструкции при одновременном сохранении разрешающей способности видеоканала.
Задачей предлагаемой полезной модели является обеспечение получения в рентгеновских установках, применяемых в медицинских диагностических исследования, рентгеновского изображения с разрешающей способностью не менее 3,5 мм. Поставленная задача решается за счет того, что Система оптического переноса изображения в цифровом детекторе для медицинской рентгенодиагностики, содержащая раму, на которой последовательно установлены: люминесцентный экран и цифровые электронные камеры с объективами, чувствительным элементом каждой из которых является ПЗС матрица, при этом рабочее поле люминесцентного экрана разбито на 12 отдельных участков, соседние участки имеют общие зоны, а объективы электронных цифровых камер имеют одинаковое фокусное расстояние в пределах от 10 до 12 мм.
На рис.1 Представлена схема разделения изображения люминесцентного экрана на участки. Где 1 - люминисцентный экран, 2 - участок деления, 3 - общая зона соседних участков.
На рис.2 Представлена схема проекции изображения. Где 1 - фоточувствительный элемент ПЗС - матрицы, 2 - оптическая ось объектива, 3 - объектив, 4 - люминисцентный экран.
Устройство состоит из рамы, на которой последовательно установлены: люминесцентный экран и цифровые электронные камеры с проекционными объективами.
Рама представляет собой раму в виде параллелепипеда имеющего две квадратные стенки размером, например, 440 мм. × 440 мм., и располагающиеся напротив друг друга на расстоянии, например, 250 мм. и зафиксированные жесткими стойками.
Одна из стенок, которая обращена к рентгеновскому излучателю, выполнена из рентгенопрозрачного материала (это может быть, например, текстолит, алюминий углепластик и др.). На внутренней стороне указанной стенки закрепляется люминесцентный экран соответствующего размера.
Люминесцентный экран преобразует рентгеновское изображение в видимое изображение, за счет поглощения рентгеновских лучей и переизлучения их в видимую область спектра. В качестве люминесцентного экрана может быть использован, например, люминесцентный экран марки "RENEX" (ГОСТ 270448).
Противоположная стенка рамы может быть выполнена из любого жесткого материала (в том числе, например, из металла) и на ней закрепляются 12 цифровых электронных камер с проекционными объективами, чувствительным элементом каждой из которых является ПЗС матрица. В качестве цифровой электронной камеры может быть использована, например, цифровая электронная камера марки LDS-109MR производства ЗАО "НПО Лептон". (Технические Условия РКНП.028.00.00.ТУ). В качестве проекционного объектива может использоваться, например, объектив марки "Лептонар 501" производства ЗАО "НПО Лептон". (Технические Условия РКНП.501.00.00.ТУ).
Каждая цифровая электронная камера с объективом «рассматривает» свой участок люминесцентного экрана и, таким образом рабочее поле люминесцентного экрана оптически разбивается на 12 отдельных участков, при этом соседние участки имеют общие зоны, а объективы камер имеют одинаковое фокусное расстояние в пределах от 10 до 12 мм. Учитывая, что размеры рабочего поля люминесцентного экрана должны составлять 430 мм × 430 мм, соответственно размеры каждого участка люминесцентного экрана составляют: 145 мм × 110 мм.
Принцип действия устройства состоит в том, что 12 объективов делят изображение люминесцентного экран на 12 отдельных участков, каждый из которых проецируется на фоточувствительную поверхность отдельной ПЗС матрицы. Таким образом, изображение на люминесцентном экране становится разделенным на 12 прямоугольных зон, изображение которых проецируется на 12 ПЗС матриц.
Для обеспечения последующей "сшивки" 12-ти изображения участков люминесцентного экрана в одно полное изображение при последующей обработке цифровых сигналов изображения, размеры вышеуказанных участков имеют такие значения, чтоб соседние участки имели общие зоны.
Изображение рентгеновского люминесцентного экрана имеет стандартную величину составляющую 430 мм × 430 мм.
Размеры участков, на которые разделен люминесцентный экран: 145 мм × 110 мм. фоточувствительные поверхности ПЗС матриц.
Объективы в данном устройстве одинаковы и имеют фокусное расстояние около 11 мм. Объективы располагаются таким образом, чтобы оптическая ось каждого объектива была направлена в центр соответствующего участка люминесцентного экрана.
Объективы располагаются на расстоянии от люминесцентного экрана составляющего величину примерно 233.5 мм (от плоскости экрана до плоскости апертурной диафрагмы объектива). При этом общее расстояние от люминесцентного экрана до плоскости расположения фоточувствительной поверхности ПЗС матрицы составит примерно 250 мм.
Участок изображения на люминесцентном экране будет спроецирован в размер изображения 7.16 мм × 5.44 мм. Это соответствует размеру фоточувствительной поверхности ПЗС матрицы марки ICX-274AL. Эта ПЗС матрица имеет число элементов разложения изображения 1628 × 1236.
-1
Таким образом, изображение люминесцентного экрана будет разложено на 3440 × 3440 элементов. Это обеспечивает разрешающую способность для цифрового детектора рентгеновского изображения не менее 3.5 мм.