УСТРОЙСТВО ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В РЕНТГЕНОВСКИХ КОМПЛЕКСАХ

Полезная модель относится к области медицинской техники и предназначена для получения объемного изображения в рентгеновских комплексах. Технический результат - повышение качества объемной реконструкции внутренней структуры объектов.
Сущность предлагаемого решения заключается во введении в установку линейного томографического синтеза дополнительных степеней свободы излучателя таким образом, что во время сканирования излучатель передвигается не только продольно, но и совершает поперечные перемещения, сохраняя ориентацию центрального луча на объект исследования.
В технике известны способы и устройства получения объемных изображений в рентгеновских комплексах, основанные на обработке серии снимков, полученных под разными углами. В настоящий момент известно изобретение [Пат. №2438118, Российская Федерация, МПК G01N 23/04 (2006.01). ИЗЛУЧАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНСПЕКЦИИ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА / ЧЭНЬ Чжицян (CN), ЛЮ Юйнун(CN), ЧЖАО Цзыжань(CN), ВАН Лиань(CN), ЧЖАН Лань(CN), И Юйминь(CN), ЧЖАН Цзиньюй(CN).; заявитель и патентообладатель НЬЮКТЕК КОМПАНИ ЛИМИТЕД (CN), ТСИНХУА ЮНИВЕРСИТИ (CN) - №2010123628/28, заяв.25.12.2008; опубл. 27.12.2011, Бюл. №36], техническим результатом которого является повышение качества получаемого изображения за счет использования рентгеновского излучателя, детектора для приема изучения от излучателя, первого гибкого элемента, соединенного с рентгеновским генератором, для его подъема, второго гибкого элемента, в свою очередь соединенного с детектором и предназначенного для подъема последнего, приводного устройства для синхронного привода рентгеновского излучателя и детектора посредством первого и второго гибких элементов, при этом рентгеновский излучатель и детектор отдалены друг от друга на некоторое заданное расстояние в горизонтальной плоскости, а промежуточные направляющие колеса, вокруг которых намотаны первый и второй гибкие элементы, обеспечивают синхронность вертикального перемещения рентгеновского излучателя и детектора. Рентгеновское излучение после прохождения коллиматора обретает форму плоского секторного луча и после прохождения тела человека входит в окно детектора, таким образом информация содержащаяся в «каждой строке» полученного детектором изображения записывается в память и после быстрой обработки отображается на дисплее. Такое устройство получается достаточно эффективным и простым, но может использоваться лишь для приблизительной идентификации объектов, размещенных как на теле человека, так и внутри, так как получаемое изображение является двумерным.
Наиболее близким по техническому решению к предлагаемой полезной модели является способ получения объемных изображений на базе устройства рентгеновского комплекса, основанный на серии снимков, полученных под разными углами. Сущность патента «Способ получения объемного изображения в рентгеновских досмотровых комплексах» [Пат. 2426 101 Российская Федерация, МПК G01N 23/04 (2006.01). СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОБЪЕМНОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ В РЕНТГЕНОВСКИХ ДОСМОТРОВЫХ КОМПЛЕКСАХ / Вербов В.Ф., Гамидуллаев С.Н., Сукиязов А.Г.; заявитель и патентообладатель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Российская таможенная академия» - №2010108307/28, заяв.05.03.2010 г.; опубл. 10.08.2011, Бюл. №22] заключается в том, что при помощи одного неподвижного веерообразного пучка рентгеновских лучей, прошедших через объект контроля, перемещаемый с постоянной скоростью относительно источника излучения, получаются аналоговые электрические сигналы, которые в дальнейшем преобразуются в цифровые коды, соответствующие интенсивности рентгеновского излучения вдоль линий пересечения рентгеновских пучков и просвечиваемого объекта, при этом излучатель находится внутри тоннеля, по которому перемещается объект исследования, и движется по дуге так, что пучок лучей пронизывает объект под разными углами в диапазоне от нуля до девяноста градусов, причем при угле в ноль градусов получается плоское изображение предмета сбоку, а при угле в девяносто градусов - плоское изображение сверху. Таким образом, из серии снимков получается объемное изображение.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является повышение качества реконструкции объекта за счет увеличения количества проекций, полученных под разными углами во время сканирования.
Технический результат достигается за счет того, что формируется конусообразный пучок рентгеновских лучей, с помощью которого производится облучение объекта под разными углами, и регистрирующийся детектором после прохождения через объект исследования. Во время исследования происходит движение излучателя вдоль продольной и поперечной осей объекта таким образом, что если принять систему координат, связанную с положением пациента, то ось X будет сонаправлена с ростом человека, ось Y будет перпендикулярна оси X и направлена вдоль плечевого пояса, а ось Z будет перпендикулярна плоскости, при этом в плоскости XZ излучатель вращается вокруг некоторой оси так, что центральный луч всегда направлен в центр матрицы детектора.
Такое перемещение становится возможным благодаря следующей конструкции рентгенологического аппарата: источник рентгеновских лучей 10 (фигура 1) располагается на консольной конструкции (фигура 1). Базовый элемент, колонна 1 (фигура 1), перемещается вдоль оси X и на ней располагается телескопическая штанга, состоящая из неподвижных направляющих 2 и 4, подвижных направляющий 5 и 7, кронштейна крепления неподвижных направляющих 3, винтовых передач 6, 8 и электроприводов 12, 13, кронштейна 9 с установленным на нем излучателем с электроприводом 11.
Детали 2 и 4 (фигура 1) телескопической штанги жестко крепятся к детали 3 (фигура 1), которая может перемещаться вдоль оси Z при помощи винтовой передачи с электроприводом 14 (фигура 1), расположенного вблизи основания колонны 1 (фигура 1). Таким образом, изменение высоты конструкции телескопической штанги по оси Zc одновременным движением колонны 1 (фигура 1) вдоль оси X, позволяет двигаться излучателю веерообразного пучка рентгеновских лучей по дугообразной траектории.
Изменение «вылета» телескопической штанги достигается за счет перемещения детали 5 (фигура 1) внутри детали 2 (фигура 1), а так же детали 7 (фигура 1) внутри детали 4 (фигура 1) благодаря винтовым передачам 6 и 8 с электроприводами 12 и 13 (фигура 1).
В случае вращения механизмов «винт-гайка» 6,12 (фигура 1) и 8,13 (фигура 1) с равной скоростью можно изменять длину телескопической части как в большую сторону, так и в меньшую, что при одновременном движении колоны 1 (фигура 1) вдоль оси X позволяет перемещать излучатель по сложным траекториям.
Для направления центрального луча излучатель в центр приемной матрицы детектора используется механизм вращения излучателя вокруг некоторой оси, которое обеспечивается путем изменения длин частей 2 и 5 телескопической направляющей и частей 4 и 7 с разными скоростями.
Благодаря такой реализации заявляемой полезной модели, достигается большее количество углов, с которых делаются проекции и как следствие увеличивается качество реконструкции объекта исследования, что особенно важно в медицине.