RU74475U1 - UNIVERSAL TEST OBJECT FOR CONTROL OF PARAMETERS AND CHARACTERISTICS OF X-RAY COMPUTER TOMOGRAPHERS - Google Patents

Abstract

Полезная модель направлена на создание тест-объекта, обеспечивающего контроль постоянства параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов в условиях эксплуатации. Указанный технический результат достигается тем, что объемный корпус выполнен в форме полого цилиндра, расположенного горизонтально, внутренняя полость цилиндра разделена перегородкой на две секции, одна из которых заполнена водой, а во второй размещают вставки. Одна из вставок выполнена в форме цилиндра из оргстекла, в который вплавлена вольфрамовая проволока параллельно его продольной оси симметрии, расположенная на расстоянии 20-30 мм от продольной оси симметрии цилиндра объемного корпуса. Одним основанием указанная вставка закреплена на перегородке, а на другом - держатель для вставки, выполненной в виде плоской алюминиевой пластины прямоугольной формы толщиной 0,5-1,0 мм с возможностью закрепления ее на держателе под углом 60°-70°. Пластина содержит группы сквозных отверстий диаметром 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 и 2,0 мм. На внешней боковой поверхности цилиндра корпуса нанесены метки, из них три, каждая из которых выполнена в виде отрезка прямой линии, совмещенной с образующей цилиндра корпуса по всей его длине, размещены соответственно одна в верхней части цилиндра, а две другие по бокам, и расположены вдоль корпуса во взаимно перпендикулярных продольных плоскостях симметрии корпуса, другие две метки выполнены по длине окружности цилиндра корпуса и расположены - одна в середине секции, заполненной водой, другая над серединой цилиндрической вставки. 4 илл.The utility model is aimed at creating a test object that provides control of the constancy of the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs in operating conditions. The specified technical result is achieved in that the three-dimensional housing is made in the form of a hollow cylinder located horizontally, the inner cavity of the cylinder is divided by a partition into two sections, one of which is filled with water, and the inserts are placed in the second. One of the inserts is made in the form of an organic glass cylinder, into which a tungsten wire is fused parallel to its longitudinal axis of symmetry, located at a distance of 20-30 mm from the longitudinal axis of symmetry of the cylinder of the volumetric housing. One insertion of this insert is fixed to the partition, and on the other, an insert holder made in the form of a rectangular rectangular aluminum plate 0.5-1.0 mm thick with the possibility of fixing it on the holder at an angle of 60 ° -70 °. The plate contains a group of through holes with a diameter of 0.5; 0.7; 1.0; 1.5 and 2.0 mm. Marks are applied on the outer side surface of the cylinder of the housing, of which three, each of which is made in the form of a straight line segment aligned with the generatrix of the cylinder of the housing along its entire length, are respectively placed one in the upper part of the cylinder and the other two on the sides, and are located along the body in mutually perpendicular longitudinal planes of symmetry of the body, the other two marks are made along the circumference of the cylinder of the body and are located - one in the middle of the section filled with water, the other above the middle of the cylindrical insert. 4 ill.

Description

Полезная модель относится к рентгенодиагностической аппаратуре и предназначена для контроля постоянства параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов (РКТ), таких как среднее число компьютерных томографических единиц, уровень шума, однородность поля, толщина выделяемого слоя, высококонтрастное пространственное разрешение и функция передачи модуляции.The utility model relates to X-ray diagnostic equipment and is intended to control the constancy of the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs (CT), such as the average number of computed tomographic units, noise level, field uniformity, layer thickness, high contrast spatial resolution and modulation transfer function.

В рентгенодиагностике компьютеры начали применяться с создания в 1972 году реконструкционного вычислительного томографа для исследования поперечных срезов головного мозга. В настоящее время такие устройства используются для исследования практически всех органов и систем организма человека.Computers began to be used in X-ray diagnostics with the creation in 1972 of a reconstructive computed tomograph for studying transverse sections of the brain. Currently, such devices are used to study almost all organs and systems of the human body.

Для проверки качества компьютерных томографов используют специальные тест-объекты (фантомы). Они содержат в слое однородного материала определенной толщины набор геометрических тел разных размеров: цилиндр, шар, и т.п., отличающихся по плотности от окружающего материала.To test the quality of computer tomographs, special test objects (phantoms) are used. They contain in the homogeneous material layer of a certain thickness a set of geometric bodies of different sizes: cylinder, ball, etc., differing in density from the surrounding material.

Используя единую методику измерений основных параметров РКТ с помощью тест-объекта, можно, например, оценить качествоUsing a single method of measuring the main parameters of the RCT using a test object, for example, you can evaluate the quality

изображения и провести сравнение между собой различных томографов по их диагностическим возможностям.images and compare among themselves the various tomographs according to their diagnostic capabilities.

Из уровня техники известен (тест-объект) фантом для компьютерной томографии, содержащий объемный корпус из оргстекла, заполненный водой и снабженный съемными вставками, выполненными с возможностью установки в его полости. (Э.Г. ЧИКИРДИН и др. «Техническая энциклопедия рентгенолога», М.,»МНПИ», 1996, с.411)The prior art (test object) phantom for computed tomography, comprising a three-dimensional plexiglass case, filled with water and equipped with removable inserts made with the possibility of installation in its cavity. (EG CHIKIRDIN et al. “Technical encyclopedia of the radiologist”, M., “MNPI”, 1996, p. 411)

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому изобретению является тест-объект (фантом) для контроля эксплуатационных параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов, содержащий объемный корпус, заполненный водой и снабженный вставками (см. «Рентгеновские диагностические аппараты» в 2-х томах. Том 2. Под ред. Н.Н.Блинова, Б.И.Леонова. М., ВНИИИМТ, НПО «Экран», 2001, стр.104-106, рис.9.5)The closest in design to the proposed invention is a test object (phantom) for monitoring the operational parameters and characteristics of X-ray computed tomographs, containing a three-dimensional case, filled with water and equipped with inserts (see "X-ray diagnostic devices" in 2 volumes. Volume 2. Edited by N.N. Blinov, B.I. Leonov, M., VNIIIMT, NPO Ekran, 2001, pp. 104-106, Fig. 9.5)

Анализ существующих аппаратно-программных средств контроля РКТ и нормативной документации, посвященной системам "quality assurance" РКТ, позволяет сделать заключение, что аппаратное обеспечение испытаний существенно отстает от интенсивного развития самой аппаратуры РКТ.An analysis of the existing hardware and software tools for monitoring the RCT and regulatory documentation on the systems of “quality assurance” of the RCT allows us to conclude that the hardware of the tests lags significantly behind the intensive development of the RCT equipment itself.

В частности особенности оценки трехмерных (3D) изображений, которые реализуются во всех выпускаемых в настоящее время РКТ, до настоящего времени не нашли отражения в конструкциях тест-объектов для испытания РКТ.In particular, the features of the assessment of three-dimensional (3D) images, which are implemented in all currently produced CT, have not yet been reflected in the designs of test objects for testing the CT.

Необходимость анализа 3D изображений, полученных с помощью спиральных и мультидетекторных РКТ, диктует ряд дополнительных требований к устройствам и приспособлениям для контроля, а именно:The need to analyze 3D images obtained using helical and multi-detector RCT dictates a number of additional requirements for devices and devices for monitoring, namely:

если применяемые ранее тест-объекты представляли собой, как правило, однослойные секции водно-пластмассовых дисков с различными геометрическими включениями, то для современных РКТ if previously used test objects were, as a rule, single-layer sections of water-plastic disks with various geometric inclusions, then for modern RCTs

более пригодны протяженные конструкции, которые должны позволить за одно исследование (в крайним случае, за два-три) определить соответствующие параметры РКТ, например, толщину выделяемого слоя, высококонтрастное пространственное разрешение и функцию передачи модуляции на всех сечениях одновременно.extended structures are more suitable, which should allow for one study (in extreme cases, for two or three) to determine the corresponding parameters of the RCT, for example, the thickness of the emitted layer, high-contrast spatial resolution and the modulation transfer function on all sections simultaneously.

Кроме того, для обеспечения безопасной (с точки зрения лучевой нагрузки на пациентов) и эффективной (с точки зрения необходимого диагностического качества формируемых изображений) эксплуатации рентгеновских компьютерных томографов (РКТ) необходим периодический контроль их параметров и характеристик в условиях работы отделения лучевой диагностики.In addition, to ensure the safe (from the point of view of radiation exposure for patients) and effective (from the point of view of the necessary diagnostic quality of the generated images) operation of X-ray computed tomography (CT) scans, periodic monitoring of their parameters and characteristics is necessary under the conditions of the department of radiation diagnostics.

В настоящее время возникла острая необходимость создания тест-объекта для периодического контроля параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов.Currently, there is an urgent need to create a test object for periodically monitoring the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs.

В число таких контролируемых параметров и характеристик входят:These controlled parameters and characteristics include:

- среднее число компьютерных томографических единиц (число КТ единиц);- average number of computed tomographic units (number of CT units);

- уровень шума;- noise level;

- однородность поля;- field uniformity;

- высококонтрастное пространственное разрешение и функция передачи модуляции;- high contrast spatial resolution and modulation transmission function;

- толщина выделяемого слоя;- thickness of the emitted layer;

- доза (показатель дозы компьютерного томографа).- dose (dose indicator of a computer tomograph).

Техническая задача полезной модели - разработка тест-объекта для контроля постоянства параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов в условиях эксплуатации.The technical task of the utility model is the development of a test object for monitoring the constancy of the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs in operating conditions.

Техническая задача достигается тем, что в универсальном тест-объекте для контроля постоянства параметров и характеристик The technical problem is achieved by the fact that in a universal test object for monitoring the constancy of parameters and characteristics

рентгеновских компьютерных томографов, содержащем объемный корпус из оргстекла, заполненный водой и снабженный вставками, объемный корпус выполнен в форме полого цилиндра, расположенного горизонтально и установленного на подставках, внутренняя полость цилиндра разделена перегородкой на две секции, из которых водой заполняют одну секцию, а во второй размещают вставки, одна из вставок выполнена в форме сплошного цилиндра из оргстекла, в который вплавлена вольфрамовая проволока, причем проволока размещена параллельно продольной оси симметрии цилиндра и смещена относительно нее вверх по вертикали, одним основанием цилиндр из оргстекла жестко закреплен на перегородке так, что его продольная ось симметрии смещена вверх по вертикали относительно продольной оси симметрии цилиндра объемного корпуса, а вольфрамовая проволока расположена на расстоянии 20-30 мм от продольной оси симметрии цилиндра объемного корпуса, на другом основании цилиндра из оргстекла выполнен держатель для закрепления на нем другой вставки, которая выполнена съемной в виде плоской алюминиевой пластины прямоугольной формы толщиной 0,5-1,0 мм с возможностью установки и жесткого закрепления ее на держателе под углом 60°-70° относительно горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии корпуса, пластина содержит группы сквозных отверстий различного диаметра, а именно 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 и 2,0 мм, которые выполнены по всей ее поверхности, на внешней боковой поверхности цилиндра корпуса нанесены метки, из них три, каждая из которых выполнена в виде отрезка прямой линии, совмещенной с образующей цилиндра корпуса по всей его длине, размещены соответственно одна в верхней части цилиндра, а две другие по бокам, и расположены вдоль корпуса во взаимно перпендикулярных продольных плоскостях симметрии корпуса, другие две метки выполнены по всей длине окружности X-ray computer tomographs containing a volumetric plexiglass case filled with water and equipped with inserts, the volumetric case is made in the form of a hollow cylinder located horizontally and mounted on supports, the internal cavity of the cylinder is divided by a partition into two sections, of which one section is filled with water, and in the second inserts are placed, one of the inserts is made in the form of a continuous cylinder made of organic glass, into which a tungsten wire is fused, and the wire is placed parallel to the longitudinal axis of the sim the metric of the cylinder and is shifted upward vertically relative to it, with one base the plexiglass cylinder is rigidly fixed to the partition wall so that its longitudinal axis of symmetry is shifted upward vertically relative to the longitudinal axis of symmetry of the cylinder of the volumetric housing, and the tungsten wire is located at a distance of 20-30 mm from the longitudinal the axis of symmetry of the cylinder of the volumetric case, on the other base of the cylinder from plexiglass a holder is made for fixing another insert on it, which is removable in the form of a flat aluminum plate a rectangular shape with a thickness of 0.5-1.0 mm with the ability to install and tightly fix it on the holder at an angle of 60 ° -70 ° relative to the horizontal plane passing through the longitudinal axis of symmetry of the body, the plate contains groups of through holes of various diameters, namely 0, 5; 0.7; 1.0; 1.5 and 2.0 mm, which are made over its entire surface, on the outer side surface of the cylinder of the housing are marked, of which three, each of which is made in the form of a straight line segment, combined with the generatrix of the cylinder of the housing along its entire length, are placed respectively, one in the upper part of the cylinder, and the other two on the sides, and are located along the body in mutually perpendicular longitudinal planes of symmetry of the body, the other two marks are made along the entire circumference

цилиндра корпуса и расположены соответственно одна в середине секции корпуса, заполненной водой, другая во второй секции корпуса непосредственно над серединой цилиндрической вставки, корпус имеет две крышки: съемную и жестко заделанную, в которой выполнено отверстие для заполнения водой одной из его секцийthe cylinder of the body and are respectively located one in the middle of the section of the body filled with water, the other in the second section of the body directly above the middle of the cylindrical insert, the body has two covers: removable and rigidly sealed, in which a hole is made to fill one of its sections with water

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид тест-объекта; на фиг.2 - вид А и вид В, на фиг.3 - конструкция съемной вставки, на фиг.4 - расположение меток на корпусе тест-объекта.The proposed utility model is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the test object; figure 2 - view A and view B, figure 3 - design of a removable insert, figure 4 - the location of the marks on the body of the test object.

Универсальный тест-объект содержит объемный корпус 1 из оргстекла. Во избежание артефактов на реконструированном изображении корпус 1 выполнен в форме полого цилиндра, расположенного горизонтально (с горизонтальным расположением продольной оси симметрии). Внутренняя полость цилиндра разделена перегородкой 2 на две секции 3 и 4. Со стороны секции 3 на корпусе 1 жестко закреплена крышка 5 с отверстием 6, которое предназначено для того, чтобы заполнять секцию 3 дистиллированной водой. Для обеспечения герметичности секции 3 в отверстие 6 вкручивают винт 7. Заполненную дистиллированной водой секцию 3 используют для контроля среднего числа КТ единиц, уровня шума и однородности поля (в режиме работы РКТ «голова»). Со стороны секции 4 к цилиндру корпуса 1 присоединяют кольцо 8, к которому при помощи винтов прикручивают съемную крышку 9. Для обеспечения устойчивого положения тест-объект снабжен подставками (ножками) 10, причем к крышке 5 присоединяют одну подставку (ножку), а к крышке 9 - две (благодаря этому обеспечивается горизонтальное положение секции 3, что необходимо для полного заполнения ее водой). На Фиг.2 показаны виды тест-объекта со стороны секций 3 и 4 соответственно.The universal test object contains a volumetric case 1 of plexiglass. In order to avoid artifacts in the reconstructed image, the housing 1 is made in the form of a hollow cylinder located horizontally (with a horizontal longitudinal axis of symmetry). The internal cavity of the cylinder is divided by a partition 2 into two sections 3 and 4. From the side of section 3 on the body 1, a cover 5 with an opening 6 is rigidly fixed, which is designed to fill section 3 with distilled water. To ensure the tightness of section 3, screw 7 is screwed into hole 6. Section 3 filled with distilled water is used to control the average number of CT units, noise level and field uniformity (in the “head” RCT operation mode). On the side of section 4, a ring 8 is attached to the cylinder of the housing 1, to which the removable cover 9 is screwed on. To ensure a stable position, the test object is equipped with supports (legs) 10, and one support (leg) is attached to the cover 5, and to the cover 9 - two (due to this, the horizontal position of section 3 is ensured, which is necessary to completely fill it with water). Figure 2 shows views of the test object from the side of sections 3 and 4, respectively.

Секция 4 представляет собой полый цилиндр, в котором в воздушной среде размещены вставка 11 и съемная вставка 12, Section 4 is a hollow cylinder in which an insert 11 and a removable insert 12 are placed in an air environment

позволяющие контролировать толщину выделяемого слоя, высококонтрастное пространственное разрешение в диапазоне частот 2,5-10 пар линий/см и функцию передачи модуляции (в режимах работы «голова» и «тело»). Вставка 11 выполнена в форме сплошного цилиндра из оргстекла, который расположен горизонтально и одним основанием жестко закреплен на перегородке 2 таким образом, что ось симметрии цилиндра вставки 11 смещена вверх по вертикали относительно оси симметрии цилиндра объемного корпуса 1 (оси симметрии тест-объекта) на расстояние 10-15 мм. Внутрь цилиндра вставки 11 параллельно оси симметрии вплавлена вольфрамовая проволока 13, которая смещена относительно этой оси симметрии по вертикали на расстояние 10-15 мм. В результате суммарное смещение вольфрамовой проволоки 13 относительно оси симметрии цилиндра корпуса 1 тест-объекта составляет 20-30 мм (оптимальное расстояние смещения составляет 25 мм). Смещение вольфрамовой проволоки 13 относительно оси симметрии тест-объекта необходимо для того, чтобы избежать кольцевых артефактов, которые могут быть на реконструированном изображении этой части тест-объекта. Сама вставка 11 также может быть выполнена в виде наборного цилиндра, состоящего из дисков, выполненных из оргстекла.allowing to control the thickness of the selected layer, high-contrast spatial resolution in the frequency range of 2.5-10 pairs of lines / cm and the modulation transfer function (in the “head” and “body” operating modes). The insert 11 is made in the form of a continuous cylinder made of organic glass, which is horizontal and with one base rigidly fixed to the partition 2 so that the axis of symmetry of the cylinder of the insert 11 is shifted upward vertically relative to the axis of symmetry of the cylinder of the volumetric housing 1 (axis of symmetry of the test object) by a distance 10-15 mm. Inside the cylinder of the insert 11, a tungsten wire 13 is fused parallel to the axis of symmetry, which is offset from this axis of symmetry vertically by a distance of 10-15 mm. As a result, the total displacement of the tungsten wire 13 relative to the axis of symmetry of the cylinder of the housing 1 of the test object is 20-30 mm (the optimal displacement distance is 25 mm). The displacement of the tungsten wire 13 relative to the axis of symmetry of the test object is necessary in order to avoid ring artifacts that may be on the reconstructed image of this part of the test object. The insert 11 itself can also be made in the form of a stacked cylinder, consisting of disks made of plexiglass.

На другом основании цилиндра вставки 11 жестко закреплен держатель 14 для установки съемной вставки 12. Держатель 14 может быть выполнен, как в форме цилиндра, так и в форме параллелепипеда. Свободное основание держателя 14 скошено под углом 60°-70° относительно продольной оси симметрии тест-объекта. Съемную вставку 12 крепят на свободном основании держателя 14 с помощью винтов. Съемная вставка 12 выполнена в виде алюминиевой пластины (см фиг.3) толщиной 0,5-1,0 мм, которая содержит группы сквозных отверстий 15 различного диаметра, а именно, 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 и 2,0, которые выполнены по всей ее поверхности. Угол наклона On another base of the cylinder of the insert 11, a holder 14 is rigidly fixed for installing the removable insert 12. The holder 14 can be made in the form of a cylinder or in the form of a parallelepiped. The free base of the holder 14 is beveled at an angle of 60 ° -70 ° relative to the longitudinal axis of symmetry of the test object. The removable insert 12 is mounted on the free base of the holder 14 with screws. The removable insert 12 is made in the form of an aluminum plate (see figure 3) with a thickness of 0.5-1.0 mm, which contains a group of through holes 15 of various diameters, namely, 0.5; 0.7; 1.0; 1.5 and 2.0, which are made over its entire surface. Tilt angle

пластины 12 при ее закреплении имеет значение для оценки толщины выделяемого слоя. Для оценки высококонтрастного пространственного разрешения пластина имеет несколько групп отверстий различного диаметра. Данный параметр оценивается по числу групп отверстий, различаемых глазом наблюдателя на изображении.plate 12 when it is attached is important for assessing the thickness of the secreted layer. To assess the high contrast spatial resolution, the plate has several groups of holes of various diameters. This parameter is estimated by the number of hole groups distinguished by the eye of the observer in the image.

Для обеспечения точного позиционирования тест-объекта внутри апертуры гентри при испытаниях на постоянство параметров тест - объект снабжен метками 16, 17, 18, 19 и 20 (См. фиг.4), которые нанесены на внешней боковой поверхности цилиндра корпуса 1. Каждая из меток 16 и 17 выполнена по всей длине окружности цилиндра корпуса 1, т.е. представляет собой направляющую цилиндра в форме окружности и служит для точного позицирования тест объекта по глубине апертуры гентри. Метка 16 расположена посередине секции 3 корпуса 1 и предназначена для выбора одного и того же среза при испытаниях на постоянство среднего числа КТ единиц, уровня шума и однородности поля. Расстояние от крышки 5 до метки может быть, например, 45-50 мм. Метка 17 расположена по периметру секции 4, непосредственно над цилиндрической вставкой 11 и предназначена для выбора одного и того же среза при испытаниях на постоянство функции передачи модуляции. Метку 17 наносят над серединой вставки 11 на расстоянии от перегородки 2, например, 25-30 мм.To ensure accurate positioning of the test object inside the gantry aperture during tests for constancy of parameters, the test object is provided with marks 16, 17, 18, 19 and 20 (see figure 4), which are applied on the outer side surface of the cylinder of the housing 1. Each of the marks 16 and 17 are made along the entire circumference of the cylinder of the housing 1, i.e. It is a circular guide of the cylinder and serves to accurately position the test object along the depth of the gantry aperture. Label 16 is located in the middle of section 3 of housing 1 and is designed to select the same slice when testing for the constancy of the average number of CT units, noise level and field uniformity. The distance from the cover 5 to the mark can be, for example, 45-50 mm. The mark 17 is located along the perimeter of section 4, directly above the cylindrical insert 11 and is intended to select the same slice during tests for the constancy of the modulation transfer function. The mark 17 is applied above the middle of the insert 11 at a distance from the partition 2, for example, 25-30 mm

Метки 18 и 20 предназначены для точного позиционирования тест-объекта по вертикали, а метка 19 для центрирования по горизонтали. Каждая из меток 18, 19 и 20 представляет собой отрезок прямой линии, совмещенный с образующей цилиндра корпуса 1 по всей его длине. Метки 18, 19 и 20 размещены соответственно одна (метка 19) в верхней части корпуса 1, две другие (метки 18 и 20) по бокам, и расположены вдоль корпуса во взаимно перпендикулярных продольных плоскостях симметрии корпуса 1, т.е. положение меток 18, 19 и 20 на внешней боковой поверхности Marks 18 and 20 are designed to accurately position the test object vertically, and mark 19 to center horizontally. Each of the marks 18, 19 and 20 represents a segment of a straight line, combined with the generatrix of the cylinder of the housing 1 along its entire length. Marks 18, 19 and 20 are respectively placed one (mark 19) in the upper part of the housing 1, the other two (marks 18 and 20) on the sides, and are located along the housing in mutually perpendicular longitudinal planes of symmetry of the housing 1, i.e. position of marks 18, 19 and 20 on the outer side surface

цилиндра корпуса соответствует положению часовой стрелки в области 9, 12 и 3 часа на циферблате.the cylinder of the case corresponds to the clockwise position in the area of 9, 12 and 3 hours on the dial.

Предлагаемое устройство функционирует следующим образом.The proposed device operates as follows.

Основными параметрами, проверяемыми при проведении контроля качества изображения рентгеновского компьютерного томографа, являются: среднее число КТ единиц, уровень шума, однородность поля изображения, а также высококонтрастное пространственное разрешение и толщина выделяемого слоя. Также при проведении испытаний проводят оценку частотно - контрастной характеристики (функции передачи модуляции) рентгеновского компьютерного томографа.The main parameters checked during image quality control of an X-ray computer tomograph are: average number of CT units, noise level, image field uniformity, as well as high-contrast spatial resolution and thickness of the selected layer. Also during the tests, the frequency-contrast characteristic (transmission modulation function) of the X-ray computer tomograph is evaluated.

Предлагаемая конструкция тест-объекта позволяет контролировать все перечисленные выше параметры.The proposed design of the test object allows you to control all of the above parameters.

При проведении испытаний РКТ секцию 3 тест-объекта заполняют водой. После этого тест-объект устанавливают на деке стола пациента внутри апертуры гентри так, чтобы метки 18, 19 и 20, выполненные по всей длине образующей корпуса 1 тест-объекта, совместились с лазерными лучами. Источники лазерного излучения расположены внутри апертуры гентри; лучи выходят через специальные окошки в апертуре и необходимы для центрации и выбора области сканирования. Метка 19 обеспечивает центрацию тест-объекта по горизонтали, а метки 18 и 20 по вертикали (совмещение меток 18 и 20 с лазерными лучами обеспечивается опусканием или подъемом стола для пациента). После того, как тест-объект установлен по горизонтали и вертикали, выбирают нужную вставку (перемещая деку стола для пациента) и производят сканирование.When conducting RCT tests, section 3 of the test object is filled with water. After that, the test object is installed on the deck of the patient’s table inside the gantry aperture so that the marks 18, 19 and 20, made along the entire length of the generatrix of the housing 1 of the test object, are combined with laser beams. Laser sources are located inside the gantry aperture; rays exit through special windows in the aperture and are necessary for centering and selecting the scanning area. Mark 19 provides horizontal alignment of the test object, and marks 18 and 20 vertically (the combination of marks 18 and 20 with laser beams is provided by lowering or raising the table for the patient). After the test object is installed horizontally and vertically, select the desired insert (by moving the table deck for the patient) and scan.

Для контроля среднего числа КТ единиц, уровня шума и однородности поля используют секцию 3 тест-объекта 1, заполненную дистиллированной водой. Метка 16, выполненная посередине секции 3, должна быть совмещена с лазерным лучом для обеспечения испытаний на постоянство параметров.To control the average number of CT units, noise level and field uniformity, section 3 of test object 1, filled with distilled water, is used. The mark 16, made in the middle of section 3, should be aligned with the laser beam to ensure consistency tests.

Для контроля толщины выделяемого слоя и высококонтрастного пространственного разрешения используют съемную вставку 12, расположенную в секции 4. Выполнив сканирование тест-объекта, получают томографическое изображение наклонной алюминиевой пластины. Далее, используя специальное программное обеспечение, по полученным томографическим изображениям тест-объекта рассчитывают толщину выделяемого слоя рентгеновского томографического изображения. Высококонтрастное пространственное разрешение рентгеновской томографической системы оценивают по числу групп отверстий различного диаметра различаемых наблюдателем.To control the thickness of the emitted layer and high-contrast spatial resolution, a removable insert 12 located in section 4 is used. After scanning the test object, a tomographic image of the inclined aluminum plate is obtained. Further, using special software, the thickness of the extracted layer of the x-ray tomographic image is calculated from the obtained tomographic images of the test object. High-contrast spatial resolution of an x-ray tomographic system is estimated by the number of groups of holes of different diameters distinguished by the observer.

Для контроля функции передачи модуляции используют вольфрамовую проволоку 13, запаянную в ставку 11 секции 4. Метка 17, выполненная по периметру секции 4, должна быть совмещена с лазерным лучом для обеспечения испытаний на постоянство параметров.To control the modulation transfer function, a tungsten wire 13 is used, which is sealed at the rate 11 of section 4. The mark 17, made along the perimeter of section 4, must be aligned with the laser beam to ensure constant parameter tests.

С помощью вставки 13 моделируется «реакция» томографической системы на δ - функцию, роль которой выполняют вольфрамовые проволоки. По полученным изображениям проволок этой вставки оценивают функцию передачи модуляции (MTF). Используя специальное программное обеспечение, по полученному томографическому изображению вольфрамовой проволоки, рассчитывают функцию передачи модуляции рентгеновской томографической системы.Using insert 13, a “reaction” of the tomographic system to δ is modeled, a function whose role is played by tungsten wires. Using the obtained wire images of this insert, the modulation transfer function (MTF) is evaluated. Using special software, the tomographic image of the tungsten wire is used to calculate the modulation transfer function of the X-ray tomographic system.

Предлагаемая полезная модель имеет существенные преимущества по сравнению с ранее известными системами контроля: возможность контроля постоянства параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов при достаточно простой конструкции самого устройства контроля (тест-объекта). Поскольку все вставки тест-объекта имеют протяженную длину, существует возможность оценки всех параметров и характеристик мультидетекторных РКТ для каждого слоя в отдельности, а также качество реконструкции при получении 3D изображений.The proposed utility model has significant advantages compared to previously known control systems: the ability to control the constancy of the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs with a fairly simple design of the control device itself (test object). Since all the inserts of the test object have an extended length, it is possible to evaluate all the parameters and characteristics of the multi-detector RCTs for each layer separately, as well as the quality of reconstruction when receiving 3D images.

Таким образом, предлагаемая полезная модель содержит совокупность признаков, необходимых и достаточных для решения поставленной технической задачи, а именно, разработка тест-объекта для контроля постоянства параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов в процессе эксплуатации с целью обеспечения качества получаемых диагностических изображений.Thus, the proposed utility model contains a set of features necessary and sufficient to solve the technical problem, namely, the development of a test object to control the constancy of the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs during operation in order to ensure the quality of the obtained diagnostic images.

Claims (1)

Универсальный тест-объект для контроля постоянства параметров и характеристик рентгеновских компьютерных томографов, содержащий объемный корпус из оргстекла, заполненный водой и снабженный вставками, отличающийся тем, что объемный корпус выполнен в форме полого цилиндра, расположенного горизонтально и установленного на подставках, внутренняя полость цилиндра разделена перегородкой на две секции, из которых водой заполняют одну секцию, а во второй размещают вставки, одна из вставок выполнена в форме сплошного цилиндра из оргстекла, в который вплавлена вольфрамовая проволока параллельно продольной оси симметрии цилиндра и смещена относительно нее вверх по вертикали, одним основанием цилиндр из оргстекла жестко закреплен на перегородке так, что его продольная ось симметрии смещена вверх по вертикали относительно продольной оси симметрии цилиндра объемного корпуса, при этом вольфрамовая проволока расположена на расстоянии 20-30 мм от продольной оси симметрии цилиндра объемного корпуса, на другом основании цилиндра из оргстекла выполнен держатель для закрепления на нем другой вставки, которая выполнена съемной в виде плоской алюминиевой пластины прямоугольной формы толщиной 0,5-1,0 мм с возможностью установки и жесткого закрепления ее на держателе под углом 60-70° относительно горизонтальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии корпуса, пластина содержит группы сквозных отверстий различного диаметра, а именно 0,5; 0,7; 1,0; 1,5 и 2,0 мм, которые выполнены по всей ее поверхности, при этом на внешней боковой поверхности цилиндра корпуса нанесены метки, из них три, каждая из которых выполнена в виде отрезка прямой линии, совмещенной с образующей цилиндра корпуса по всей его длине, размещены соответственно одна в верхней части цилиндра, а две другие - по бокам, и расположены вдоль корпуса во взаимно перпендикулярных продольных плоскостях симметрии корпуса, другие две метки выполнены по всей длине окружности цилиндра корпуса и расположены соответственно одна в середине секции корпуса, заполненной водой, другая - во второй секции корпуса непосредственно над серединой цилиндрической вставки с проволокой, причем корпус имеет две крышки: съемную и жестко заделанную, в которой выполнено отверстие для заполнения водой одной из его секций.

A universal test object for monitoring the constancy of the parameters and characteristics of X-ray computed tomographs containing a volumetric plexiglass body filled with water and equipped with inserts, characterized in that the volumetric body is made in the form of a hollow cylinder located horizontally and mounted on supports, the internal cavity of the cylinder is divided by a partition into two sections, of which one section is filled with water, and inserts are placed in the second, one of the inserts is made in the form of a continuous cylinder of plexiglas, which is fused with a tungsten wire parallel to the longitudinal axis of symmetry of the cylinder and is displaced vertically relative to it, with one base the plexiglass cylinder is rigidly fixed to the partition wall so that its longitudinal axis of symmetry is shifted up vertically with respect to the longitudinal axis of symmetry of the cylinder of the volumetric casing, while the tungsten wire is located at a distance of 20-30 mm from the longitudinal axis of symmetry of the cylinder of the volumetric casing, a holder for fixing on we have another insert, which is made removable in the form of a flat aluminum plate of rectangular shape with a thickness of 0.5-1.0 mm with the ability to install and rigidly fix it on the holder at an angle of 60-70 ° relative to the horizontal plane passing through the longitudinal axis of symmetry of the body, the plate contains groups of through holes of various diameters, namely 0.5; 0.7; 1.0; 1.5 and 2.0 mm, which are made over its entire surface, with marks on the outer side surface of the cylinder of the housing; three of them, each of which is made in the form of a straight line segment aligned with the generatrix of the cylinder of the housing along its entire length , respectively placed one in the upper part of the cylinder, and the other two on the sides, and are located along the body in mutually perpendicular longitudinal planes of symmetry of the body, the other two marks are made along the entire circumference of the cylinder of the body and are located respectively one in the middle not a section of the casing filled with water, the other in the second section of the casing directly above the middle of the cylindrical insert with a wire, and the casing has two covers: removable and rigidly sealed, in which a hole is made to fill one of its sections with water.