RU2467694C2 - Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами - Google Patents
Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами Download PDFInfo
- Publication number
- RU2467694C2 RU2467694C2 RU2010129008/14A RU2010129008A RU2467694C2 RU 2467694 C2 RU2467694 C2 RU 2467694C2 RU 2010129008/14 A RU2010129008/14 A RU 2010129008/14A RU 2010129008 A RU2010129008 A RU 2010129008A RU 2467694 C2 RU2467694 C2 RU 2467694C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radiation
- receiver
- control unit
- computed tomography
- personal computer
- Prior art date
Links
Landscapes
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
Abstract
Изобретение относится к компьютерной томографии и предназначено для выполнения комплекса лабораторных работ, связанных с визуализацией изображений в компьютерной томографии и изучением математического аппарата пошаговой компьютерной томографии. Имитатор включает линейку переключаемых источников лазерного излучения 1 и расположенный напротив них приемник 6 излучения с возможностью синхронного перемещения с источниками излучения. В пространстве между источниками излучения и приемником размещен вращающийся предметный столик с пьезоэлектрическим приводом 5 для сменных тестовых образцов 11. Блок управления 10 источниками излучения и блок управления 7 приводом предметного столика подключены к персональному компьютеру 8. К выходу приемника излучения подключены последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь 2, корректор/калибратор 3 и фильтр обратных проекций 4, выход которого подключен к персональному компьютеру 8. Применение изобретения позволит повысить качество обучения и обеспечить безопасные условия труда. 1 ил.
Description
Изобретение относится к компьютерной томографии и предназначено для выполнения комплекса лабораторных работ, связанных с визуализацией изображений в компьютерной томографии и изучением математического аппарата пошаговой компьютерной томографии. Может использоваться в учебном процессе высшего и среднего специального образования, на факультетах усовершенствования врачей при переподготовке рентгенологов, в центрах подготовки технических специалистов медицинской и технической томографии.
В настоящее время широко используются рентгеновские томографы различной конструкции, обеспечивающие получение изображений внутренних структур объектов исследования. Они, как правило, содержат подвижную систему с рентгеновским излучателем и приемником, устройство размещения и перемещения исследуемого объекта, устройство управления и устройство формирования изображения (свидетельство на ПМ №11352, G03B 42/02, 1999).
Компьютерные томографы сочетают физические принципы традиционного рентгеновского просвечивания (трансмиссионная томография), математические методы обработки результатов измерений и современные достижения вычислительной техники. Плоский, расходящийся пучок рентгеновского излучения, сформированный коллиматором, проходит через неподвижный объект на ряд детекторов. Полученная таким образом информация обрабатывается вычислительным устройством (разработан английской фирмой «EMJ» в 1973 г.) В дальнейшем усовершенствование компьютерных томографов шло по пути увеличения количества детекторов.
Недостатком рентгеновских томографов является то, что их излучение токсично как для изучаемых биологических объектов, находящихся непосредственно в зоне излучения, так и для близко расположенных от работающего аппарата. Что в свою очередь требует специально оборудованных помещений для их установки и эксплуатации.
Известны оптические томографы, позволяющие определять пространственные неоднородности в сильно рассеивающих тканях человека и животных. В них исследуемое пространственно сканируют зондирующим лазерным (импульсным или непрерывным) лучом, детектируют рассеянное оптическое спекл-поле и определяют оптические неоднородности.
Оптический томограф состоит из полупроводникового инжекционного лазера, системы двухкоординатного пространственного сканирования лазерного луча, цифровой ПЗС видеокамеры, генератора, дифракционного спектрометра или интерферометра и персонального компьютера (патент РФ №2303393, А61В 5/05,2007).
В отличие от рентгеновских томографов оптические томографы используют иные принципы реконструкции и визуализации, что не позволяет в полной мере применять их для изучения принципов работы рентгеновских компьютерных томографов.
Задача, решаемая изобретением, - это создание имитатора работы рентгеновского компьютерного томографа (учебного имитатора оптического компьютерного томографа (УИОКТ)), моделирующего работу рентгеновского компьютерного томографа и безопасного в использовании для обслуживающего и обучающегося контингента.
Технический результат заключается в повышении качества обучения и обеспечении безопасных условий труда.
Технический результат достигается тем, что имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами, включает линейку переключаемых источников лазерного излучения, подключенных к блоку управления источниками лазерного излучения, расположенный напротив них приемник излучения с возможностью синхронного перемещения с источником излучения, вращающийся предметный столик для сменных тестовых образцов, размещенный в пространстве между источниками излучения и и приемником, пьезоэлектрический привод предметного столика с блоком управления, персональный компьютер, к которому подключены блоки управления источниками излучения и приводом предметного столика, последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь, корректор/калибратор и фильтр обратных проекций, выход приемника излучения подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а выход фильтра обратных проекций к персональному компьютеру.
Отличительные особенности изобретения: перенос рабочей области из рентгеновского диапазона в оптический диапазон; использование линейки подвижных и неподвижных переключаемых источников лазерного излучения и одного синхронно перемещающегося с источниками излучения приемника излучения; применение пьезоэлектрического привода с нанопозиционированием, а также использование специально разработанных фантомов - контрастные с полным поглощением излучения и использующие рассеивающие среды, а также среды с мало отличающимися между собой по степени прозрачности (коэффициенту преломления) неоднородностями внутри этих фантомов.
Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа (УИОКТ), использующий оптический диапазон излучения, имитирует процесс работы рентгеновского компьютерного томографа, реализует алгоритмы реальных задач вычислительной томографии (ВТ): - алгоритм прямого обращения матриц, итерационные алгоритмы, в том числе с привлечением техники метода конечных элементов, метода максимума энтропии, метода послойного расщепления, метода полиномиальных разложений, метода обратного проецирования с фильтрацией, алгоритмов Фурье-синтеза, непосредственного преобразования Радона. И позволяет изучать их в пошаговом режиме с одновременным отображением этапов восстановления на экране монитора. Задавать параметры реконструкции, изучать принципы визуализации.
На фиг.1 изображена блок-схема предложенного имитатора работы рентгеновского компьютерного томографа.
Имитатор (УИОКТ) содержит линейку источников лазерного излучения (излучатели) 1 и приемник монохромного лазерного излучения 6, блок управления источниками лазерного излучения 10, вращающийся предметный столик (не показан) со сменными тестовыми образцами (фантомами) 11, пьезоэлектрический привод предметного столика 5 с блоком управления 7, персональный компьютер 8, программу реконструкции изображения с фильтром обратных проекций 4, корректор/калибратор 3, АЦП 2 и принтер 9.
Принцип работы
Источниками зондирующего излучения 1 в УИОКТ служит линейка лазерных излучателей с длиной волны излучения в диапазоне от 450 нм до 750 нм, подключенная к блоку управления 10. Алгоритм работы блока управления 10 лазерными излучателями определяется загруженным из персонального компьютера (ПК) 8 программным обеспечением и может оперативно меняться в зависимости от поставленной задачи обучения. Приемником лазерного излучения 6 служит датчик из аморфного кремния, усиленный сигнал которого поступает в 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь 2, после которого проходит программную калибровку и коррекцию в корректоре/калибраторе 3. Фильтр обратных проекций 4 обрабатывает восстановленное изображение. Вращение предметного столика, совмещенного с пьезоэлектрическим приводом 5, осуществляет блок управления пьезоэлектрическим приводом 7 по алгоритму, загруженному из ПК 8 оператором. Исследуемый образец (фантом) 11 крепится к предметному столику и служит для точной оценки алгоритмов реальных задач вычислительной томографии.
Claims (1)
- Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами, включает линейку переключаемых источников лазерного излучения, подключенных к блоку управления источниками лазерного излучения, расположенный напротив них приемник излучения с возможностью синхронного перемещения с источниками излучения, вращающийся предметный столик для сменных тестовых образцов, размещенный в пространстве между источниками излучения и приемником, пьезоэлектрический привод предметного столика с блоком управления, персональный компьютер, к которому подключены блоки управления источниками излучения и приводом предметного столика, последовательно включенные аналого-цифровой преобразователь, корректор/калибратор и фильтр обратных проекций, выход приемника излучения подключен к входу аналого-цифрового преобразователя, а выход фильтра обратных проекций - к персональному компьютеру.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010129008/14A RU2467694C2 (ru) | 2010-07-13 | 2010-07-13 | Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010129008/14A RU2467694C2 (ru) | 2010-07-13 | 2010-07-13 | Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2010129008A RU2010129008A (ru) | 2012-01-20 |
| RU2467694C2 true RU2467694C2 (ru) | 2012-11-27 |
Family
ID=45785276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010129008/14A RU2467694C2 (ru) | 2010-07-13 | 2010-07-13 | Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2467694C2 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200468C2 (ru) * | 2000-07-12 | 2003-03-20 | Илясов Леонид Владимирович | Способ получения трансмиссионных рентгеновских томограмм |
| RU2004132187A (ru) * | 2002-04-01 | 2006-01-20 | Илан Элиас (De) | Пассивное движение пациента в магнитно-резонансном томографе |
| EP2130494A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-09 | Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) | Scanner device and method for computed tomography imaging |
| RU91517U1 (ru) * | 2008-11-10 | 2010-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН | Устройство диффузионной оптической томографии |
-
2010
- 2010-07-13 RU RU2010129008/14A patent/RU2467694C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2200468C2 (ru) * | 2000-07-12 | 2003-03-20 | Илясов Леонид Владимирович | Способ получения трансмиссионных рентгеновских томограмм |
| RU2004132187A (ru) * | 2002-04-01 | 2006-01-20 | Илан Элиас (De) | Пассивное движение пациента в магнитно-резонансном томографе |
| EP2130494A1 (en) * | 2008-06-06 | 2009-12-09 | Helmholtz Zentrum München Deutsches Forschungszentrum für Gesundheit und Umwelt (GmbH) | Scanner device and method for computed tomography imaging |
| RU91517U1 (ru) * | 2008-11-10 | 2010-02-20 | Учреждение Российской академии наук Институт прикладной физики РАН | Устройство диффузионной оптической томографии |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| Orlova A.G. et al. Frequency-domain diffuse optical tomography with single source-detector pair for breast cancer detection. Laser physics letters, 5, No.4, 2008, pp.321-327. * |
| Orlova A.G. et al. Frequency-domain diffuse optical tomography with single source-detector pair for breast cancer detection. Laser physics letters, 5, No.4, 2008, pp.321-327. ГУРОВ И.П. Проблемы когерентной и нелинейной оптики. - СПб.: СПБ ГУ ИТМО, 2000, с.6-30. ЛИНДЕНБРАТЕН Л.Д. и др. Медицинская радиология - М.: Медицина, 2000, с.89-106. ГАБУНИЯ Р.И. и др. Компьютерная томография в клинической диагностике. - М.: Медицина, 1995, с.8-15. * |
| ГАБУНИЯ Р.И. и др. Компьютерная томография в клинической диагностике. - М.: Медицина, 1995, с.8-15. * |
| ГУРОВ И.П. Проблемы когерентной и нелинейной оптики. - СПб.: СПБ ГУ ИТМО, 2000, с.6-30. * |
| ЛИНДЕНБРАТЕН Л.Д. и др. Медицинская радиология - М.: Медицина, 2000, с.89-106. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2010129008A (ru) | 2012-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Antholzer et al. | Photoacoustic image reconstruction via deep learning | |
| JP6422123B2 (ja) | 放射線画像生成装置 | |
| JP2019144177A (ja) | Ｘ線撮影システム | |
| JP2015009108A5 (ru) | ||
| Lovric et al. | A multi-purpose imaging endstation for high-resolution micrometer-scaled sub-second tomography | |
| JP2016002467A (ja) | Ｘ線ｃｔ装置及びその制御方法 | |
| JP2011214969A5 (ru) | ||
| JP6330467B2 (ja) | 等価ファントム、および等価ファントムを用いたｘ線タルボ撮影装置の品質評価方法 | |
| JP2014083266A5 (ru) | ||
| JP5984547B2 (ja) | 被検体情報取得装置およびその制御方法 | |
| JPWO2018158947A1 (ja) | 細胞観察装置 | |
| Liu et al. | Limited-view photoacoustic imaging based on an iterative adaptive weighted filtered backprojection approach | |
| Jiang et al. | Dynamic time domain near-infrared optical tomography based on a SPAD camera | |
| Deng et al. | Machine-learning enhanced photoacoustic computed tomography in a limited view configuration | |
| Li et al. | Snapshot photoacoustic topography through an ergodic relay of optical absorption in vivo | |
| RU2467694C2 (ru) | Имитатор работы рентгеновского компьютерного томографа, использующий оптический диапазон излучения для работы с тестовыми образцами | |
| WO2023100926A1 (ja) | 医用情報処理方法及び医用情報処理装置 | |
| JP6234518B2 (ja) | 情報処理装置および情報処理方法 | |
| Okawa et al. | Reconstruction of the optical absorption coefficient from photoacoustic signals measured by scanning coaxial probe with regularization methods | |
| Wong et al. | Objective assessment and design improvement of a staring, sparse transducer array by the spatial crosstalk matrix for 3d photoacoustic tomography | |
| Nuster et al. | Optimization of image quality in photoacoustic tomography using spatial projection data | |
| JP2013027443A5 (ru) | ||
| Tosun et al. | A classifier for dynamic thermal imaging | |
| Rascevska et al. | Investigating the feasibility of a hand-held photoacoustic imaging probe for margin assessment during breast conserving surgery | |
| JP2018012027A (ja) | 記録データのデータ構造 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130714 |