СКАНИРУЮЩИЕ СИСТЕМЫ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЯ
SCANNING IMAGING SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
[0001] Настоящее изобретение относится к сканирующей системе получения изображения и, в частности, к сканирующей системе получения изображения, содержащей цифровую радиографическую (DR) систему обработки изображения и компьютерную томографическую (СT) систему получения изображения.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] В настоящее время DR-системы получения изображения и СТ-системы получения изображения широко применяются, особенно в области проверки безопасности.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0003] Задачей настоящего изобретения является представление сканирующей системы получения изображения и, в частности, сканирующей системы получения изображения, содержащей DR-систему получения изображения и CT-систему получения изображения, чтобы достичь выравнивания данных DR-системы получения изображения и CT-системы получения изображения простым способом.
[0004] Согласно аспекту настоящего изобретения настоящее изобретение представляет сканирующую систему получения изображения, содержащую: транспортировочное устройство, выполненное с возможностью транспортировки исследуемого объекта в направлении транспортировки; первую систему получения изображения, содержащую первый генератор излучения и первые детекторы; вторую систему получения изображения, размещаемую на выходе первой системы получения изображения в направлении транспортировки, причем вторая система получения изображения содержит второй генератор излучения и вторые детекторы, где расстояние между пучком излучения от первого генератора излучения первой системы получения изображения и пучком излучения от второго генератора излучения второй системы получения изображения в направлении транспортировки примерно равно L; устройство кодирования, выполненное с возможностью вывода сигнала в любой момент, когда транспортировочное устройство проходит предопределенное расстояние D; счетный модуль кодирования, выполненный с возможностью счета выходного сигнала устройства кодирования; и контроллер, выполненный с возможностью получения, основываясь на значении счета счетного модуля кодирования, соотношения соответствий между данными в положении исследуемого объекта в направлении транспортировки, которые собираются первой системой получения изображения, и данными в положении исследуемого объекта в направлении транспортировки, которые собираются второй системой получения изображения, где разность между значением счета устройства кодирования, соответствующего данным в этом положении, которые собираются первой системой получения изображения и значением счета устройства кодирования, соответствующего данным в этом положении, которые собираются второй системой получения изображения, примерно равна L/D.
[0005] Согласно аспекту настоящего изобретения настоящее изобретение представляет сканирующую систему получения изображения, содержащую: транспортировочное устройство, выполненное с возможностью транспортировки исследуемого объекта в направлении транспортировки; первую систему получения изображения, содержащую первый генератор излучения и первые детекторы; вторую систему получения изображения, размещаемую на выходе первой системы получения изображения в направлении транспортировки, вторая система получения изображения содержит второй генератор излучения и вторые детекторы, где расстояние между пучком излучения от первого генератора излучения первой системы получения изображения и пучком излучения от второго генератора излучения второй системы получения изображения в направлении транспортировки примерно равняется L.
[0006] Устройство кодирования, выполненное с возможностью вывода сигнала в любой момент, когда транспортировочное устройство проходит предопределенное расстояние D; счетный модуль кодирования, выполненный с возможностью счета выходного сигнала устройства кодирования; и контроллер, выполненный с возможностью получения, основываясь на величине счета счетного модуля кодирования, соотношения соответствий между данными в положении исследуемого объекта в направлении транспортировки, которые собираются первой системой получения изображения, и данными в положении исследуемого объекта в направлении транспортировки, которые собираются второй системой получения изображения, где разность между величиной счета устройства кодирования, соответствующей данным в этом положении, которые собираются первой системой получения изображения и величиной счета устройства кодирования, соответствующей данным в этом положении, которые собираются второй системой получения изображения, примерно равна (L-Δ)/D+d, где Δ – величина компенсации, а вторая система получения изображения начинает собирать данные из положения, где расстояние между фронтальной частью исследуемого объекта и пучком излучения от второго генератора излучения второй системы получения изображения составляет Δ, а d – величина поправки и равняется величине счета устройства кодирования для исследуемого объекта со времени, когда вторая система получения изображения начинает собирать данные до времени, когда фронтальная часть исследуемого объекта подходит под пучок излучения от второго генератора излучения второй системы получения изображения.
[0007] Согласно аспекту настоящего изобретения транспортировочное устройство содержит транспортировочную ленту, и устройство кодирования выводит сигнал в любой момент, когда транспортировочная лента проходит предопределенное расстояние D.
[0008] Согласно аспекту настоящего изобретения первой системой получения изображения является цифровая радиографическая (DR) система получения изображения, а второй системой получения изображения является компьютерная томографическая (CT) система получения изображения.
[0009] Согласно аспекту настоящего изобретения первой системой получения изображения является CT-система получения изображения, а второй системой получения изображения является DR-система получения изображения.
[0010] Согласно аспекту настоящего изобретения величина поправки d получается из величины счета устройства кодирования, соответствующей данным проекции части вне объекта в синограмме, получаемой CT-системой получения изображения.
[0011] С помощью сканирующей системы получения изображения согласно настоящему изобретению может быть достигнуто выравнивание изображений DR-данных и изображений CT-данных. С величиной поправки можно достичь эффекта точного выравнивания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0012] Фиг. 1 является диаграммой сканирующей системы получения изображения согласно варианту реализации настоящего изобретения; и
[0013] Фиг. 2 является диаграммой соотношения отображения между исследуемым объектом и синограммой (левая диаграмма) согласно варианту реализации настоящего изобретения.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0014] Настоящее изобретение будет подробнее описано ниже вместе с сопутствующими чертежами и конкретными реализациями.
[0015] Как показано на Фиг. 1, сканирующая система получения изображения согласно варианту реализации настоящего изобретения содержит транспортировочное устройство, выполненное с возможностью транспортировки исследуемого объекта А в направлении транспортировки, первую систему получения изображения 10 и вторую систему получения изображения 20, размещенную на выходе первой системы получения изображения 10 в направлении транспортировки. Первая система получения изображения 10 содержит первый генератор излучения 11 и первые детекторы 12, а вторая система получения изображения 20 содержит второй генератор излучения 21 и вторые детекторы 22. Расстояние между пучком излучения 14 от первого генератора излучения 11 первой системы получения изображения 10 и пучком излучения 24 от второго генератора излучения второй системы получения изображения 20 в направлении транспортировки примерно равняется L.
[0016] Сканирующая система получения изображения также содержит устройство кодирования 30, счетный модуль кодирования 32 и контроллер 33. Устройство кодирования 30 выводит сигнал в любой момент, когда транспортировочное устройство проходит предопределенное расстояние D и передает сигнал счетному модулю кодирования 32 через сигнальную линию 31 устройства кодирования. Счетный модуль кодирования 32 выполнен с возможностью счета выходного сигнала устройства кодирования 30. Контроллер 33 соединяется со счетным модулем кодирования 32 через линию связи 34 и соединяется с первыми детекторами 12 и вторыми детекторами 22 соответственно через линии связи данных 35 и 36. Контроллер 33 может быть рабочей станцией или компьютером промышленного управления.
[0017] Контроллер 33 получает, основываясь на величине счета счетного модуля кодирования 32, соотношение соответствий между данными в положении исследуемого объекта А в направлении транспортировки, которые собираются первой системой получения изображения 10, и данными в положении исследуемого объекта А в направлении транспортировки, которые собираются второй системой получения изображения 20. Разность между величиной счета устройства кодирования, соответствующей данным в этом положении, которые собираются первой системой получения изображения 10 и величиной счета устройства кодирования, соответствующей данным в этом положении, которые собираются второй системой получения изображения 20, примерно равняется L/D.
[0018] Как показано на Фиг. 1, транспортировочное устройство содержит транспортировочную ленту 40, и устройство кодирования выводит сигнал в любой момент, когда транспортировочная лента проходит предопределенное расстояние D. Первая система получения изображения 10 может быть DR-системой получения изображения (и соответственно генератор излучения может быть СТ-генератором рентгеновского излучения, а детекторы могут быть CT-детекторами). В другом случае первая система получения изображения 10 является CT-системой получения изображения, а вторая система получения изображения 20 является DR-системой получения изображения.
[0019] DR-система получения изображения получает данные в единицах колонок. То есть колонка DR-данных может быть собрана в любой момент, когда лента проходит определенное расстояние, и каждая колонка DR-данных привязана к уникальной закодированной величине ленты. CT-система получения изображения получает данные в единицах проекций (синограмма, показанная на Фиг. 2). На синограмме горизонтальная ось представляет каналы CT-детекторов, а вертикальная ось представляет углы проекции. Затем единственная проекция описывается как группа образцов на горизонтальной линии на синограмме, как показано на Фиг.2. Синограмма формируется посредством суммирования всех проекций под различными углами зрения. Следовательно, единственная проекция представлена горизонтальной линией на синограмме, а проекции каждой одной точки формируют синусоидальную кривую на синограмме. Каждая CT-проекция привязана системой получения изображения к уникальной закодированной величине ленты и нужно только поочередно связать колонку DR-данных с CT-данными проекции.
[0020] Объект А может быть сканирован сперва посредством проведения DR-сканирования, а затем СТ–сканирования. Рентгеновское излучение, сгенерированное генератором рентгеновского излучения, проходит через объект А, а затем передается на соответствующие детекторы. Детекторы преобразуют энергию излучения в соответствующие синограммы, которые герметизируются и упорядочиваются, а затем передаются контроллеру (например, рабочая станция/компьютер промышленного управления D) через линию данных для реконструкции данных и вывода изображения.
[0021] Устройство кодирования 30 является устройством кодирования транспортировочного устройства, такого как канальная транспортировочная лента, которое может посчитать расстояние, которое проходит транспортировочное устройство, такое как транспортировочная лента (соответствующее расстоянию, которое проходит объект А), и определить положение транспортировочного устройства. Счетный модуль кодирования 32 считает выходной сигнал устройства кодирования 30 и передает величину счета контроллеру 33, такому как рабочая станция/компьютер промышленного управления, через систему связи. DR-изображение и томографическое CT-изображение, отображаемые на интерфейсе взаимодействия человек-машина, таком как дисплей, должны быть выровнены, т.е. DR-изображение в определенном положении и томографическое CT-изображение в определенном положении, отображаемые на дисплее, должны принадлежать одному и тому же положению. Следовательно, колонка DR-данных и CT-данных синограммы (спиральные данные), собираемых контроллером 33, таким как рабочая станция/компьютер промышленного управления, должна содержать соответствующую информацию о положении объекта (счет кодирования), чтобы определить четкое положение объекта А, соответствующее соответствующим собранным данным. В то же самое время необходимо связать DR-данные в точке нахождения с CT-данными синограммы в точке нахождения.
[0022] Варианты реализации настоящего изобретения вычисляют расстояние, которое объект А проходит на канальной транспортировочной ленте, используя устройство 30 кодирования транспортировочной ленты, чтобы проследить четкое положение объекта в канале.
[0023] Представим, что первая система получения изображения 10 является DR-системой получения изображения, вторая система получения изображения 20 является CT-системой получения изображения, а транспортировочное устройство является транспортировочной лентой 40.
[0024] (1) Объект А сперва проходит через точку М, а затем проходит через точку N (обратно).
[0025] (2) совокупная величина счета ленты, когда точка Р объекта А находится на оптической траектории DR (точка М), равна n1, а пакет собранных DR-данных равен {Data1}.
[0026] (3) совокупная величина счета ленты, когда точка Р объекта А находится на оптической траектории CT (точка N), равна n2, а пакет собранных DR-данных равен {Data2}.
[0027] (4) если изменение в величине счета устройства кодирования 30 ленты равно 1, соответствующее расстояние транспортировки ленты равно D (мм).
[0028] Тогда информация о кодировании CT-данных {Data2} равняется n2, а информация об этих данных должна соответствовать информации о DR-данных (т.е. Data1) в положении, когда величина счета устройства кодирования равна n2-L/D. Во время получения изображения на интерфейсе взаимодействия человек-машина выравнивание изображений данных Data1 и Data2 также достигает выравнивания изображения DR-данных и изображения CT-данных. В процессе практической реализации из-за системных ошибок в различных аспектах DR-данные и CT-данные не могут быть выровнены точно, а могут быть выровнены только примерно. Чтобы достичь точного выравнивания разница между величиной счета устройства кодирования, соответствующей данным в этом положении, собираемым первой системой получения изображения 10, и величиной счета устройства кодирования, соответствующей данным в этом положении, собираемым второй системой получения изображения 20, примерно равняется (L-Δ)/D+d, где Δ – это величина компенсации, и вторая система получения изображения 20 начинает собирать данные из положения, где расстояние между фронтальной частью исследуемого объекта и пучком излучения от второго генератора излучения второй системы получения изображения 20 равняется Δ, а d – величина поправки и равняется величине счета устройства кодирования для исследуемого объекта со времени, когда вторая система получения изображения 20 начинает собирать данные ко времени, когда фронтальная часть исследуемого объекта подходит под пучок излучения 24 от второго генератора излучения второй системы получения изображения 20.
[0029] Величина компенсации Δ используется, чтобы удостовериться, что вторая система получения изображения 20 собирает полные данные об исследуемом объекте вместо того, чтобы начинать собирать данные из середины исследуемого объекта. Учитывая величину поправки d, соответствующая величина счета устройства кодирования, когда фронтальная часть исследуемого объекта подходит под пучок излучения 24 второго генератора излучения второй системы получения изображения 20, может быть определена из данных, получаемых второй системой получения изображения.
[0030] В случае когда вторая система получения изображения 20 является системой получения CT-изображения, величина поправки d может быть получена из величины счета устройства кодирования, соответствующей данным проекции части вне объекта в синограмме, получаемой системой получения CT-изображения. После того как СТ-данные фронтальной части объекта А найдены (т.е. первая область синограммы объекта, которая распознается через информацию о величине кодирования ленты), положение объекта в первой области синограммы определяется посредством распознавания синограммы верхней области, а величина положения используется в качестве величины поправки d для выравнивания данных DR-изображения и данных СТ-изображения. Таким образом может быть достигнут эффект точного выравнивания. Значит информация о кодировании СТ-данных {Data2} равна n2, а информация о данных должна соответствовать информации о DR-данных (т.е. Data1) в положении, когда величина счета устройства кодирования равна n2-((L-Δ)/D+d).
[0031] Хотя описаны варианты реализации настоящего изобретения, настоящее изобретение не ограничено вариантами реализации, описанными выше. Например, транспортировочное устройство может быть любым транспортировочным устройством, подходящим для транспортировки исследуемого объекта, а устройство кодирования может быть любым подходящим устройством кодирования, пока может быть получено положение транспортировки исследуемого объекта.
[0032] Вышеизложенное подробное описание представляет различные варианты реализации сканирующих систем получения изображения через использование диаграмм, блок-схем и/или примеров. В случае когда такие диаграммы, блок-схемы и/или примеры содержат одну или более функций и/или операций, специалисты в данной области будут подразумевать, что каждая функция и/или операция внутри таких диаграмм, блок-схем или примеров может быть реализована, индивидуально и/или совместно посредством широкого диапазона структур, аппаратных средств, программного обеспечения, прошивок или практически любых их комбинаций. В одном варианте реализации изобретения несколько составляющих объекта изобретения, описанных в вариантах реализации настоящего изобретения, могут быть реализованы посредством специализированных интегральных схем (ASIC), программируемых пользователем вентильных матриц (FPGA), процессоров цифровой обработки сигналов (DSP) или других форматов интегральных схем. Однако специалисты в данной области обнаружат, что некоторые аспекты вариантов реализации, изложенные здесь целиком или частично, могут быть эквивалентно реализованы в интегральных схемах в виде одной или более компьютерных программ, работающих на одном или более компьютерах (например, в виде одной или более компьютерных программ, работающих на одной или более компьютерных системах), в виде одной или более компьютерных программ, работающих на одном или более процессорах (например, в виде одной или более компьютерных программ, работающих на одном или более микропроцессорах), в виде аппаратно-программного обеспечения или в виде практически любой их комбинации, и что проектирование схем и/или написание кода для программного обеспечения и/или программно-аппаратного обеспечения входит в компетенцию специалистов в данной области в свете этого изобретения. Вдобавок, специалисты в данной области оценят, что механизмы объекта изобретения, описанные здесь, могут распространяться в виде программного продукта в большом количестве форм и что наглядный вариант реализации объекта изобретения, описанный здесь, применяется независимо от определенного типа средства переноса сигнала, используемого для действительного исполнения распространения. Примеры средств переноса сигнала включают, но не ограничены этим, следующее: средства записываемого типа, такие как дискета, жесткий диск, компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), магнитная лента для цифровой записи, память компьютера и т.д.; и средства передающего типа, такие как цифровые и/или аналоговые средства связи (например, оптоволоконный кабель, волновод, проводной канал связи, беспроводной канал связи и т.д.).
[0033] Несмотря на то, что настоящее изобретение описано в отношении нескольких типовых вариантов реализации, специалистам в данной области будет очевидно, что термины используются с целью иллюстрации и объяснения, а не для ограничения. Настоящее изобретение может быть реализовано в различных формах без отступления от сущности или смысла настоящего изобретения. Следует понимать, что варианты реализации изобретения не ограничены ни одной из вышеизложенных подробностей и должны быть широко истолкованы в пределах сущности и объема, определяемого нижеследующей формулой изобретения. Следовательно, все модификации и альтернативы, подпадающие под объем формулы изобретения или ее эквивалентов, должны содержаться в приложенной формуле изобретения.