Спосіб отримання зображення внутрішньої структури об’єкта з використанням рентгенівського випромінювання та пристрій для його здійснення

1 Спосіб одержання зображення внутрішньої структури об'єкта, при якому діють на об'єкт рентгенівським випромінюванням і використовують для одержання інформації про густину речовини об'єкта ВИХІДНІ сигнали одного чи кількох детекторів випромінювання, який відрізняється тим, що рентгенівське випромінювання концентрують у зоні, що включає точку (4), до якої відносять поточні результати вимірювань, розташовану всередині досліджуваної області (7) об'єкта (5), транспортують вторинне випромінювання, що виникає в цій зоні, до одного чи кількох детекторів (6), переміщуючи вказану зону, здійснюють сканування досліджуваної області (7) об'єкта (5) і за сукупністю значень інтенсивності вторинного випромінювання, які одержують за допомогою одного чи кількох детекторів (6) і визначають одночасно з координатами точки (4) зони концентрації рентгенівського випромінювання, до якої відносять поточні результати вимірювань, роблять висновок про густину речовини об'єкта в цій точці і використовують значення густини разом з ВІДПОВІДНИМИ НИМ значеннями координат для побудови картини розподілу густини речовини у досліджуваній області (7) об'єкта (5) 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, і яка розташована всередині досліджуваного об'єкта, здійснюють за допомогою одного чи кількох коліматорів (13, 18), використовуючи відповідну КІЛЬКІСТЬ рознесених у просторі рентгенівських джерел (1), і транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів (6, 20) також здійснюють за допомогою одного чи кількох коліматорів (15, 19), при цьому всі коліматори орієнтують так, щоб осі їх центральних каналів перетиналися в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань 3 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, здійснюють за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ (21), що перетворюють розбіжне випромінювання відповідної КІЛЬКОСТІ рознесених у просторі рентгенівських джерел (1) в квазіпаралельне, а транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів (6, 20) - за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ (22, 23), що фокусують це випромінювання на детекторах або формують квазіпаралельне випромінювання, при цьому всі рентгенівські ПІВЛІНЗИ орієнтують так, щоб їх оптичні осі перетиналися в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань 4 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, здійснюють за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ (21), що перетворюють розбіжне випромінювання відповідної КІЛЬКОСТІ рознесених у просторі рентгенівських джерел (1) в квазіпаралельне, а транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів (6) - за допомогою однієї чи кількох рентгенівських лінз (3), що фокусують це випромінювання на детекторах (6), при цьому всі рентгенівські ПІВЛІНЗИ і лінзи орієнтують так, щоб їх оптичні осі перетиналися в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань 5 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, і яка розташована всередині досліджуваної області, здійснюють за допомогою кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ (21), що перетворюють розбіжне випромінювання відповідної КІЛЬКОСТІ рознесених у просторі рентгенівських джерел (1) в квазіпаралельне, а транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одно О (О 1 ю 57176 го чи кількох детекторів (20) - за допомогою одного ських джерел (1, 17), кожен із засобів для концентчи кількох коліматорів (19), при цьому рентгенівсьрації їх випромінювання в зоні (16), що включає кі ПІВЛІНЗИ і коліматори орієнтують так, щоб оптичні точку, до якої відносять поточні результати виміосі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ і центральних канарювань, і кожен із засобів для транспортування лів, всіх коліматорів перетиналися в точці, до якої вторинного випромінювання, що в ній виникає, до відносять поточні результати вимірювань детекторів (6, 20) виконаний у вигляді коліматора (13, 15, 18, 19) з каналами, орієнтованими до зони 6 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що кон(16) концентрації випромінювання рентгенівських центрацію рентгенівського випромінювання в зоні джерел, при цьому оптичні осі центральних кана(16), що включає точку, до якої відносять поточні лів всіх коліматорів перетинаються в точці, до якої результати вимірювань, і яка розташована всеревідносять поточні результати вимірювань дині досліджуваної області (7), здійснюють, використовуючи одне чи кілька рознесених у просторі 10 Пристрій за п 9, який відрізняється тим, що рентгенівських джерел (1) і відповідну КІЛЬКІСТЬ рентгенівські джерела (1), які входять до складу рентгенівських лінз (2), що фокусують розбіжне рентгенооптичної системи, є квазіточковими, а рентгенівське випромінювання кожного із джерел коліматори (13, 15) мають канали, які сфокусовані (1) в точці (4), до якої відносять поточні результати на цих джерелах і розходяться в напрямку до завимірювань, а транспортування вторинного висобу позиціонування досліджуваного об'єкта (5), промінювання, що виникає, до одного чи кількох між виходом кожного рентгенівського джерела (1) і детекторів (6) здійснюють за допомогою рентгеніввходом ВІДПОВІДНОГО коліматора (13) розташовано ських лінз (3) , що фокусують це випромінювання екран (14) з отвором на детекторах (6) і мають другий фокус у вказаній 11 Пристрій за п 9, який відрізняється тим, що точці рентгенівські джерела (17), які входять до складу рентгенооптичної системи, є протяжними, а колі7 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що конматори (18, 19) мають канали, що звужуються в центрацію рентгенівського випромінювання в зоні напрямку до засобу позиціонування досліджувано(16), що включає точку, до якої відносять поточні го об'єкта результати вимірювань, і яка розташована всередині досліджуваної області, здійснюють, викорис12 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що товуючи одне чи кілька рознесених у просторі ренрентгенівські джерела (1), які входять до складу тгенівських джерел (1) та відповідну КІЛЬКІСТЬ рентгенооптичної системи, є квазіточковими, корентгенівських лінз (2), що фокусують розбіжне жен із засобів для концентрації рентгенівського випромінювання кожного із джерел (1) в точці, до випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, а якої відносять поточні результати вимірювань, транспортування вторинного випромінювання, що виконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ (21), виникає, до одного чи кількох детекторів (6, 20) яка перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІздійснюють за допомогою коліматорів (15, 19) , ДНОГО джерела (1) в квазіпаралельне, а кожен із орієнтованих таким чином, щоб оптичні осі їх засобів для транспортування вторинного випроміцентральних каналів перетинались у вказаній тонювання, що виникає, до детектора (6) - у вигляді чці рентгенівської ПІВЛІНЗИ (22), що фокусує це випромінювання на детекторі (6), при цьому оптичні осі 8 Пристрій для одержання зображення внутрівсіх рентгенівських ПІВЛІНЗ перетинаються в точці, шньої структури об'єкта з використанням рентгедо якої відносять поточні результати вимірювань нівського випромінювання, який складається з засобу позиціонування (10) досліджуваного об'єкта 13 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що (5), рентгенооптичної системи (8), засобу для відрентгенівські джерела (1), які входять до складу носного переміщення засобу позиціонування (10) рентгенооптичної системи, є квазіточковими, кодосліджуваного об'єкта (5) і рентгенооптичної сисжен із засобів для концентрації рентгенівського теми (8), засобу (12) для обробки й відображення випромінювання в зоні (16), що включає точку, до інформації, який відрізняється тим, що рентгенооякої відносять поточні результати вимірювань, птична система (8) містить одне чи кілька рентгевиконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ (21), нівських джерел (1), засоби для концентрації (2) яка перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІвипромінювання вказаних одного чи кількох рентДНОГО джерела (1) в квазіпаралельне, а кожен із генівських джерел (1) в зоні, що включає точку (4), засобів для транспортування вторинного випромідо якої відносять поточні результати вимірювань, нювання, що виникає, до детектора - у вигляді один чи кілька засобів (3) для транспортування рентгенівської ПІВЛІНЗИ (23), що формує квазіпаравторинного випромінювання, що виникає, і розталельне випромінювання і має фокус в зоні (16) шовані біля їх виходів детектори (6) цього випроконцентрації рентгенівського випромінювання, при мінювання, виходи яких підключені до засобу (12) цьому оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ передля обробки й відображення інформації, із засотинаються в точці, до якої відносять поточні ребом позиціонування (10) досліджуваного об'єкта зультати вимірювань (5) і рентгенооптичною системою (8) сполучені 14 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що датчики (11) для визначення координат точки (4), рентгенівські джерела (1), які входять до складу до якої відносять поточні результати вимірювань, рентгенооптичної системи, є квазіточковими, корозташованої всередині досліджуваної області (7) жен із засобів для концентрації рентгенівського об'єкта (5), підключені своїми виходами до засобу випромінювання в зоні (16), що включає точку, до (12) для обробки й відображення інформації якої відносять поточні результати вимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ (21), 9 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що яка перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІрентгенооптична система містить кілька рентгенів 57176 жен із засобів для концентрації рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку (4), до якої відносять поточні результати вимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської лінзи (2), яка і фокусує розбіжне випромінювання рентгенівського джерела (1), а кожен із засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до детектора (6) - у вигляді рентгенівської лінзи (3), що фокусує це випромінювання на відповідному детекторі, оптичні осі всіх рентгенівських лінз перетинаються в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань 18 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що рентгенівські джерела (1), які входять до складу рентгенооптичної системи, є квазіточковими, кожен із засобів для концентрації рентгенівського випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської лінзи (2), яка фокусує розбіжне випромінювання рентгенівського джерела (1), а кожен із засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до детектора (6) - у вигляді коліматора (15) з каналами, що сходяться в напрямку до ВІДПОВІДНОГО детектора, оптичні осі всіх рентгенівських лінз і центральних каналів коліматорів перетинаються в 16 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що точці, до якої відносять поточні результати вимірентгенівські джерела (1), які входять до складу рювань рентгенооптичної системи, є квазіточковими, кожен із засобів для концентрації рентгенівського 19 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що випромінювання в зоні (16), що включає точку, до рентгенівські джерела (1), які входять до складу якої відносять поточні результати вимірювань, рентгенооптичної системи, є квазіточковими, ковиконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ (21), жен із засобів для концентрації рентгенівського яка перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІвипромінювання в зоні (16), що включає точку, до ДНОГО джерела в квазіпаралельне, а кожен із засоякої відносять поточні результати вимірювань, бів для транспортування вторинного випромінювиконаний у вигляді рентгенівської лінзи (2), яка вання, що виникає, до детектора (6) - у вигляді фокусує розбіжне випромінювання рентгенівського коліматора (15) з каналами, що сходяться в наджерела (1), а кожен із засобів для транспортупрямку до ВІДПОВІДНОГО детектора, оптичні осі всіх вання вторинного випромінювання, що виникає, до рентгенівських ПІВЛІНЗ і центральних каналів колідетектора (20) - у вигляді коліматора (19) з канаматорів перетинаються в точці, до якої відносять лами, що розходяться в напрямку до ВІДПОВІДНОГО поточні результати вимірювань детектора, оптичні осі всіх рентгенівських лінз і центральних каналів коліматорів перетинаються в 17 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що точці, до якої відносять поточні результати вимірентгенівські джерела (1) які входять до складу рювань рентгенооптичної системи, є квазіточковими, ко дного джерела (1) в квазіпаралельне, а кожен із засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до детектора (6) - у вигляді рентгенівської лінзи (3), що фокусує це випромінювання на детекторі (6) і має другий фокус в зоні концентрації (16) рентгенівського випромінювання, оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ і лінз перетинаються в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань 15 Пристрій за п 8, який відрізняється тим, що рентгенівські джерела (1), які входять до складу рентгенооптичної системи, є квазіточковими, кожен із засобів для концентрації рентгенівського випромінювання в зоні (16), що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ (21), яка перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІДНОГО джерела в квазіпаралельне, а кожен із засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до детектора (20) - у вигляді коліматора (19) з каналами, що розходяться в напрямку до ВІДПОВІДНОГО детектора, оптичні осі всіх рентгенівських лінз і ПІВЛІНЗ і центральних каналів коліматорів перетинаються в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань Пропоновані винаходи відносяться до засобів інтроскопи і призначені для одержання у прийнятній для візуального сприйняття формі зображення внутрішньої структури об'єкта, зокрема біологічного, з використанням рентгенівського випромінювання Переважними галузями застосування пропонованих винаходів є дефектоскопія і медична діагностика ВІДОМІ різноманітні способи та пристрої вказаного призначення, які реалізують традиційні принципи проекційної рентгеноскопії В таких способах і пристроях видиме зображення, внутрішньої структури об'єкта, наприклад тканин біологічного об'єкта, одержують у вигляді тіньової проекції Густина одержуваного зображення в кожній з його точок визначається сумарним послабленням рентгенівського випромінювання, що пройшло крізь дослі джуваний об'єкт на шляху від джерела до засобу детектування Таким засобом є флуоресціюючий екран або рентгенівська плівка, яку для візуалізацм зображення піддають ХІМІЧНІЙ обробці (див Политехнический словарь М , "Советская энциклопедия", 1976 [1], с 425, Физика визуализации изображений в медицине Под ред С, Уэбба М , "Мир", 1991 [2], С 40-41) У названих відомих способах і пристроях отримують зображення реальної тривимірної структури у вигляді згаданої двовимірної тіньової проекції, інтерпретація якої вимагає наявності у спеціаліста, який проводить аналіз об'єкта, зокрема технічну чи медичну діагностику, ВІДПОВІДНИХ досвіду і кваліфікації і в деяких випадках є складною справою Причинами цього є низький контраст, невисоке відношення сигнал/шум, неминуче на кладання зображень структурних елементів, неможливість КІЛЬКІСНОГО співставлення окремих локальних фрагментів об'єкта за густиною РІЗКІСТЬ та контрастність одержуваного зображення понижуються також під впливом квантів вторинного ком птон ївсь кого розсіяного випромінювання, що потрапляють на засіб детекування ВІДОМІ також способи і пристрої для рентгенівської комп'ютерної томографи, які дозволяють одержати двовимірне зображення тонкого шару тривимірного об'єкта (В В Пиклов, Н Г Преображенский Вычислительная томография и физический эксперимент Успехи физических наук, т 141, вып 3, ноябрь 1983, С 469-498 [3], див також [2], с 138-146) В таких способах здійснюють багаторазове опромінення досліджуваного об'єкта з різних позицій та прийом випромінювання, що крізь нього пройшло, ЛІНІЙКОЮ детекторів Розподіл густин тканин об'єкта в досліджуваному перерізі одержують в дискретній формі шляхом розв'язування із застосуванням комп'ютера системи рівнянь, порядок котрої та КІЛЬКІСТЬ елементів розділення відповідають добутку числа позицій, з яких проводиться опромінення, на КІЛЬКІСТЬ детекторів Проведення опромінення в різних перерізах дозволяє отримати на основі набору двовимірних пошарових зображень тривимірне зображення об'єкта Засоби комп'ютерної томографії принципово дозволяють одержати зображення достатньо високої якості, причому воно являє собою саме картину розподілу густин тканин (а не картину, зумовлену інтегральним поглинанням речовини (наприклад, біологічних тканин), розташованої на шляху випромінювання від джерела до того чи іншого елемента спостережуваної проекції) Однак це досягається за рахунок збільшення КІЛЬКОСТІ ПОЗИЦІЙ, З яких проводиться опромінення При цьому збільшується доза поглинутого речовиною випромінювання, що є небажаним (а в медичних застосуваннях найчастіше є неприпустимим) Наявність ком птон ївсь кого розсіяного випромінювання є негативним фактором і в цій групі відомих способів і пристроїв Для медичних застосувань способів і пристроїв обох розглянутих груп характерним є також те, що тканини й органи, які не являють інтересу при дослідженні, але розташовані на шляху випромінювання (як до, так і після досліджуваної області), також зазнають інтенсивного опромінення (в способах і пристроях другої групи - меншого, ніж в способах і пристроях першої групи, завдяки тому, що при виборі різних позицій опромінюються різні тканини й органи, що оточують досліджувані) 57176 8 що в розрахунках при реконструюванні зображення повинні фігурувати фактичні дані, отримані в різних циклах опромінення, але такі, які відносяться до одних і тих же елементів розділення Способи і пристрої другої з названих вище груп, в яких одержують інформацію в дискретній формі про густину кожного з елементів розділення, є найбільш близькими до пропонованих Задача винаходу полягає у підвищенні точності визначення відносних показників густини речовини об'єкта в одержуваному зображенні у поєднанні з виключенням використання складних і високовартісних технічних засобів При застосуванні пропонованих винаходів з діагностичною метою у медицині та інших дослідженнях, пов'язаних з дією на біологічні об'єкти, отримуваний результат полягає також у зменшенні дози опромінення тканин, що оточують досліджувані Поставлена задача вирішується тим що в пропонованому способі одержання зображення внутрішньої структури об'єкта з використанням рентгенівського випромінювання концентрують рентгенівське випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, розташованій всередині досліджуваної області об'єкта Вторинне випромінювання, що виникає в цій зоні (розсіяне комптонівське когерентне і некогерентне випромінювання, флуоресцентне випромінювання) транспортують до одного чи кількох детекторів Переміщуючи вказану зону, здійснюють сканування досліджуваної області об'єкта Одночасно визначають і фіксують координати точки зони концентрації рентгенівського випромінювання, до якої відносять поточні результати вимірювань За сукупністю значень інтенсивності вторинного випромінювання, які одержують за допомогою одного чи кількох детекторів і визначають одночасно з координатами вказаної точки, роблять висновок про густину речовини об'єкта у цій точці Одержані значення величин, які приймають за показники густини речовини об'єкта, разом з ВІДПОВІДНИМИ ним значеннями координат використовують для побудови картини розподілу густини речовини в досліджуваній області об'єкта Переміщення зони концентрації рентгенівського випромінювання для сканування досліджуваної області об'єкта здійснюють шляхом відносного переміщення досліджуваного об'єкта та нерухомих відносно одне одного джерел рентгенівського випромінювання спільно із засобами його концентрації, засобів транспортування вторинного випромінювання до детекторів та самих детекторів Підвищення роздільної здатності в засобах другої групи, що вимагає збільшення КІЛЬКОСТІ опромінень з різних позицій, обмежене насамперед внаслідок неприпустимого зростання дози опромінення Технічні засоби для одержання первинної інформації і подальшого реконструювання зображення є досить складними Це зумовлено як необхідністю використання швидкодійних комп'ютерів зі спеціальним програмним забезпеченням, так і високими вимогами до точності механічних елементів конструкції, які повинні гарантувати правильну локалізацію одних і тих же елементів розділення у досліджуваній області при опроміненні їх з різних позицій Останнє зумовлено тим, Спільним ДЛЯ ВІДОМИХ ([2], С138-146, [3], С 471-472) і пропонованого способів є дія на досліджуваний об'єкт рентгенівського випромінювання при відносному переміщенні досліджуваного об'єкта і рентгенооптичної системи, яка включає в себе джерела рентгенівського випромінювання разом із засобами керування ним та детекторами Одна з відмінностей пропонованого способу полягає в наявності операції концентрування рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань Сканування, наявність якого є спільною ознакою відомого і пропонованого способів, в останньому здійснюється цілком іншим чином 57176 шляхом переносу поточного положення зони концентрації рентгенівського випромінювання до околу чергової точки, для котрої хочуть визначити густину речовини досліджуваного об'єкта ВІДМІТНОЮ рисою є також операція транспортування із зони концентрації до детектора (детекторів) збудженого в цій зоні вторинного випромінювання (розсіяного ком птон ївсь кого когерентного і некогерентного випромінювання, флуоресцентного випромінювання) При цьому на детектор (детектори) діє не випромінювання самого джерела, що пройшло крізь досліджуваний об'єкт, а вказане вторинне випромінювання Інтенсивність останнього, як відомо (див Дж Джексон Классическая электродинамика М , "Мир", 1965, С 537-538 [4]), за інших рівних умов пропорційна густині речовини, у якій це випромінювання збуджено, незалежно від природи речовини Завдяки цьому вторинне розсіяне випромінювання,яке є у відомому способі фактором, що заважає дослідженню, перетворюється в інформативний фактор Використання поточних значень інтенсивності вторинного випромінювання як показника густини речовини в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань, також є ВІДМІННІСТЮ пропонованого способу ВІДМІННОСТІ пропонованого способу від відомого охарактеризовані також нижче при описі можливих окремих випадків його реалізації, які передбачають використання різних комбінацій засобів для концентрації рентгенівського випромінювання і транспортування вторинного розсіяного випромінювання В одному з таких окремих випадків концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, здійснюють за допомогою одного чи кількох коліматорів При цьому використовують відповідну КІЛЬКІСТЬ рознесених у просторі рентгенівських джерел Транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів також здійснюють за допомогою одного чи кількох коліматорів При цьому всі коліматори орієнтують так, щоб осі їх центральних каналів перетиналися в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань В іншому окремому випадку концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, здійснюють за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ, що перетворюють розбіжне випромінювання відповідної КІЛЬКОСТІ рознесених у просторі рентгенівських джерел у квазіпаралельне Транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів у цьому випадку здійснюють за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ або лінз, які фокусують це випромінювання на детекторах Можливим також є транспортування вторинного випромінювання до одного чи кількох детекторів за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ, що формують квазіпаралельне випромінювання При цьому всі рентгенівські лінзи і ПІВЛІНЗИ орієнтують так, щоб їх оптичні осі перетиналися в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань 10 Ще в одному окремому випадку концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, здійснюють за допомогою однієї чи кількох рентгенівських ПІВЛІНЗ, що перетворюють розбіжне випромінювання відповідної КІЛЬКОСТІ рознесених у просторі джерел в квазіпаралельне, а транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів - за допомогою одного чи кількох коліматорів При цьому рентгенівські ПІВЛІНЗИ і коліматори орієнтують так, щоб оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ і центральних каналів усіх коліматорів перетиналися в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань Концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, можна здійснювати також, використовуючи одне чи кілька рознесених у просторі рентгенівських джерел і відповідну КІЛЬКІСТЬ рентгенівських лінз, що фокусують розбіжне рентгенівське випромінювання кожного із джерел в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань, а транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів - за допомогою рентгенівських лінз, що фокусують це випромінювання на детекторах і мають другий фокус у вказаній точці В окремому випадку, що передбачає концентрацію рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, з використанням одного чи кількох рознесених у просторі рентгенівських джерел і відповідної КІЛЬКОСТІ рентгенівських лінз, що фокусують розбіжне рентгенівське випромінювання кожного із джерел у вказаній точці, транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до одного чи кількох детекторів може здійснюватись за допомогою коліматорів, які орієнтують таким чином, щоб оптичні осі їх центральних каналів перетиналися в тій же точці Пропонований пристрій для одержання зображення внутрішньої структури об'єкта з використанням рентгенівського випромінювання складається із засобу позиціонування досліджуваного об'єкта, рентгенооптичної системи, засобу для відносного переміщення засобу позиціонування досліджуваного об'єкта та рентгенооптичної системи, засобу для обробки й відображення інформації, датчиків для визначення координат точки, до якої відносять поточні результати вимірювань, розташованої всередині досліджуваної області об'єкта, сполучених із засобом позиціонування досліджуваного об'єкта та рентгенооптичної системи, підключених своїми виходами до засобу для обробки й відображення інформації, при цьому рентгенооптична система складається з одного чи кількох рентгенівських джерел, засобів для концентрації випромінювання вказаних одного чи кількох рентгенівських джерел в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, одного чи кількох засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, і розташованих біля їх виходів детекторів цього випромінювання, виходи яких підключені до засобу для обробки й відображення інформації 12 11 57176 Спільним ДЛЯ ВІДОМОГО І пропонованого приВ іншому окремому випадку виконання пропостроїв є наявність засобу позиціонування дослінованого пристрою рентгенівські джерела, що джуваного об'єкта, рентгенооптичної системи, завходять до складу рентгенооптичної системи, є собу для переміщення відносно один одного квазіточковими, кожен із засобів для концентрації засобу позиціонування досліджуваного об'єкта і рентгенівського випромінювання в зоні, що вклюрентгенооптичної системи, координатних датчиків, чає точку, до якої відносять поточні результати а також засобу для обробки й відображення інфовимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської рмації ПІВЛІНЗИ, що перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІДНОГО джерела в квазіпаралельне, а кожен На відміну від відомого, в пропонованому приіз засобів для транспортування вторинного розсіястрої рентгенооптична система містить засоби для ного ком птон ївсь кого випромінювання, що виниконцентрації випромінювання вказаних одного чи кає, до детектора - у вигляді рентгенівської ПІВЛІНкількох рентгенівських джерел в зоні, що включає ЗИ, що фокусує це випромінювання на детекторі точку, до якої відносять поточні результати виміПри цьому оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ рювань Крім того, вона містить один чи кілька заперетинаються в точці, до якої відносять поточні собів для транспортування вторинного випромінюрезультати вимірювань вання, що виникає, до детекторів цього випромінювання, завдяки чому на входи детектоУ наступному окремому випадку виконання рів надходить саме це випромінювання, а не випропонованого пристрою, як і в попередньому, промінювання джерела (джерел), що пройшло рентгенівські джерела, що входять до складу ренткрізь досліджуваний об'єкт Координатні датчики в генооптичної системи, є квазіточковими і кожен із пропонованому пристрої виконують іншу функцію, засобів для концентрації рентгенівського випромініж у відомому - вони слугують для визначення нювання в зоні, що включає точку, до якої віднокоординат точки, до якої відносять поточні резульсять поточні результати вимірювань, виконаний у тати вимірювань ВІДМІННОЮ Є Й функція засобу вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ, що перетворює для обробки й відображення інформації - він оперозбіжне випромінювання ВІДПОВІДНОГО джерела у рує із вхідними даними, які безпосередньо несуть квазіпаралельне Однак, на відміну від попереінформацію про густину речовини та координати днього випадку, кожен із засобів для транспортуточки, до якої ці дані відносяться Конструкція провання вторинного випромінювання, що виникає, до понованого пристрою і принцип його дії створюють детектора виконаний у вигляді рентгенівської ПІВпередумови для повного виключення залежності ЛІНЗИ з фокусом у точці, до якої відносять результочності й роздільної здатності від засобів обробки тати вимірювань, яка перетворює вказане випроінформації, оскільки ці показники якості пристрою мінювання в квазіпаралельне і спрямовує його на практично повністю визначаються параметрами детектор При цьому оптичні осі всіх рентгенівсьвикористовуваних засобів концентрації рентгенівких ПІВЛІНЗ перетинаються в точці, до якої відноського випромінювання сять поточні результати вимірювань Інші ВІДМІННОСТІ, властиві пропонованому пристрою в різних можливих окремих випадках його виконання, охарактеризовані нижче В одному з таких окремих випадків рентгенооптична система пропонованого пристрою містить кілька рентгенівських джерел При цьому кожен із засобів для концентрації їх випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, і засобів для транспортування вторинного випромінювання, що в ній виникає, до детекторів виконаний у вигляді коліматора з каналами, орієнтованими в зону концентрації випромінювання рентгенівських джерел Оптичні ОСІ центральних каналів усіх коліматорів перетинаються в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань У цьому окремому випадку рентгенівські джерела, що входять до складу рентгенооптичної системи, можуть бути квазіточковими При цьому коліматори мають канали, що сфокусовані на цих джерелах і розходяться (розширюються) в напрямку до засобу позиціонування досліджуваного об'єкта Між ВИХОДОМ КОЖНОГО рентгенівського джерела і входом ВІДПОВІДНОГО коліматора розташовано екран з отвором У тому ж окремому випадку рентгенівські джерела, що входять до складу рентгенооптичної системи, можуть бути протяжними При цьому коліматори мають канали, що сходяться (звужуються) в напрямку до засобу позиціонування досліджуваного об'єкта Ще в одному окремому випадку рентгенівські джерела, що входять до складу рентгенооптичної системи, також є квазіточковими і кожен із засобів для концентрації рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ, що перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІДНОГО джерела у квазіпаралельне Однак, на відміну від попереднього випадку, кожен із засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до детектора виконано у вигляді рентгенівської лінзи, яка фокусує це випромінювання на детекторі і має другий фокус в зоні концентрації рентгенівського випромінювання, оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ і лінз перетинаються в точці, до якої відносять поточні результати вимірювань У наступному окремому випадку, як і в двох попередніх, рентгенівські джерела, що входять до складу рентгенооптичної системи, є квазіточковими і кожен із засобів для концентрації рентгенівського випромінювання в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні результати вимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської ПІВЛІНЗИ, що перетворює розбіжне випромінювання ВІДПОВІДНОГО джерела у квазіпаралельне При цьому кожен із засобів для транспортування вторинного випромінювання, що виникає, до детектора виконаний у вигляді коліматора з каналами, що розходяться (розширюються) у напрямку до ВІДПОВІДНОГО детектора, а оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ І 13 57176 14 центральних каналів коліматорів перетинаються в центральних каналів коліматорів перетинаються в точці, до якої відносять поточні результати виміточці, до якої відносять поточні результати вимірювань рювань Рентгенооптична система пропонованого приПропоновані винаходи ілюструються кресленстрою може бути виконана і наступним чином Ренями, на яких показані нтгенівські джерела, що входять до її складу, є - на Фіг 1, яка пояснює принципи, покладені в квазіточковими, кожен із засобів для концентрації основу пропонованого способу, - схематичне зорентгенівського випромінювання в зоні, що вклюбраження взаємного розташування і сполучення чає точку, до якої відносять поточні результати основних елементів пристрою для реалізації провимірювань, виконаний у вигляді рентгенівської понованого способу, ПІВЛІНЗИ, що перетворює розбіжне випромінювання - на Фіг 2 І 3 - окремі випадки реалізації спосоВІДПОВІДНОГО рентгенівського джерела у квазіпарабу і виконання пристрою з використанням колімалельне, а кожен із засобів для транспортування торів для концентрації рентгенівського випромінювторинного випромінювання, що виникає, до детевання і транспортування вторинного ктора - у вигляді коліматора з каналами, що сховипромінювання до детекторів, дяться (звужуються) у напрямку до ВІДПОВІДНОГО - на Фіг 4 І 5 - те Ж саме з використанням рентдетектора, а оптичні осі всіх рентгенівських ПІВЛІНЗ генівських ПІВЛІНЗ, і центральних каналів коліматорів перетинаються - на Фіг 6 - те Ж саме з використанням рентгев точці, до якої відносять поточні результати вимінівських ПІВЛІНЗ для концентрації рентгенівського рювань випромінювання і "повних" рентгенівських лінз для транспортування вторинного випромінювання Можливе й таке виконання пропонованого до детекторів, пристрою, коли рентгенівські джерела, що входять до складу рентгенооптичної системи, є квазіточко- на Фіг 7 І 8 - те Ж саме з використанням рентвими, кожен із засобів для концентрації рентгенівгенівських ПІВЛІНЗ для концентрації рентгенівського ського випромінювання в зоні, що включає точку, випромінювання і коліматорів - для транспортудо якої відносять поточні результати вимірювань, вання вторинного випромінювання до детекторів, виконаний у вигляді рентгенівської лінзи, що фоку- на Фіг 9 - те Ж саме з використанням рентгесує розбіжне випромінювання рентгенівського нівських лінз для концентрації рентгенівського виджерела При цьому кожен із засобів для транспопромінювання і транспортування вторинного виртування вторинного випромінювання, що виникає, промінювання до детекторів, до детектора виконаний у вигляді рентгенівської на Фіг 10 і 11 -те ж саме з використанням ренлінзи, яка фокусує це випромінювання на відповідтгенівських лінз для концентрації рентгенівського ному детекторі, оптичні осі всіх рентгенівських лінз випромінювання і коліматорів - для транспортуперетинаються в точці, до якої відносять поточні вання вторинного випромінювання до детекторів результати вимірювань Пропонований спосіб здійснюється за допомоНаступний окремий випадок виконання пропогою пропонованого пристрою наступним чином нованого пристрою характеризується тим, що ренРозбіжне рентгенівське випромінювання від тгенівські джерела, які входять до складу рентгеквазіточкового джерела 1 (Фіг 1) фокусується рентнооптичної системи, є квазіточковими, кожен із генівською лінзою 2 в заданій точці 4 досліджувазасобів для концентрації рентгенівського випроміної області 7 об'єкта 5 (наприклад, біологічного) нювання в зоні, що включає точку, до якої відноОстанній розміщено потрібним чином за допомосять поточні результати вимірювань, виконаний у гою засобу 10 для позиціонування Сфокусоване в вигляді рентгенівської лінзи, що фокусує розбіжне точці 4 випромінювання збуджує вторинне розсіявипромінювання рентгенівського джерела, а кожен не випромінювання речовини об'єкта 5 (когерентне із засобів для транспортування вторинного випроі некогерентне комптонівське випромінювання, мінювання, що виникає, до детектора - у вигляді флуоресцентне випромінювання) Інтенсивність коліматора з каналами, що сходяться (звужуютьвторинного випромінювання з точністю до флуктуся) у напрямку до ВІДПОВІДНОГО детектора При ацій, зумовлених стохастичним характером процецьому оптичні осі всіх рентгенівських лінз і су збудження вторинного випромінювання, пропоцентральних каналів коліматорів перетинаються в рційна густині речовини, в якій воно виникає В тій точці, до якої відносять поточні результати виміже самій точці 4 розташовується фокус другої ренрювань тгенівської лінзи 3 Ця лінза фокусує захоплене нею розсіяне вторинне випромінювання на детекЩе один можливий окремий випадок виконанторі 6, який перетворює його в електричний сигня пристрою характеризується тим, що рентгенівнал, що подається на вхід засобу 12 обробки й ські джерела, які входять до складу рентгенооптивідображення інформації Вибір положення спільчної системи, є квазіточковими, кожен із засобів ної фокусної точки 4 лінз 1 і 3 здійснюється шлядля концентрації рентгенівського випромінювання хом переміщення відносно один одного засобу 10 в зоні, що включає точку, до якої відносять поточні для позиціонування об'єкта і групи елементів прирезультати вимірювань, виконаний у вигляді рентстрою - рентгенооптичної системи 8, що включає генівської лінзи, що фокусує розбіжне випромінюджерело рентгенівського випромінювання 1, рентвання рентгенівського джерела, а кожен із засобів генівські лінзи 2, 3 і детектор 6 випромінювання для транспортування вторинного ком птон ївсь кого випромінювання, що виникає, до детектора - у вигляді коліматора з каналами, що розширюються (розходяться) в напрямку до ВІДПОВІДНОГО детектора При цьому оптичні осі всіх рентгенівських лінз і Пояснимо, що лінзи для керування рентгенівським випромінюванням (фокусування розбіжного випромінювання, формування квазіпаралельного пучка із розбіжного випромінювання, фокусування 16 15 57176 квазіпаралельного пучка та ш) являють собою ноі КІЛЬКОСТІ результатів вимірювань з подальшою сукупність зігнутих каналів транспортування виперіодичною розгорткою зображення і т п промінювання, в яких випромінювання зазнає баПринцип дії пропонованих винаходів ґрунтугаторазового повного зовнішнього відбивання ється на тому, що інтенсивність розсіяного вто(див , наприклад В А Аркадьев, А И Коломийцев, ринного ком птон ївсь кого випромінювання (імовірМ А Кумахов и др Широкополосная рентгеновсність виникнення квантів цього випромінювання) за кая оптика с большой угловой апертурой Успехи інших рівних умов (зокрема, при даній інтенсивнофизических наук, 1989, том 157, выпуск 3, С 529сті первинного рентгенівського випромінювання, 537 [6], де описано першу таку лінзу,і патент США що діє на речовину) пропорційна густині речовини №5744813 (опубл 28 04 98) [7], де описано більш Як уже відмічалося вище при розкритті сутноссучасну лінзу) Лінза в цілому має форму бочки ті пропонованого способу й пристрою, використан(тобто звужується до обох торців), якщо вона приня квантів розсіяного вторинного ком птон ївсь кого значена для фокусування розбіжного випромінювипромінювання як інформативних, на відміну від вання, або півбочки (тобто звужується лише до відомих способів і пристроїв, де вони заважають одного з торців), якщо вона призначена для передослідженню, являє собою головну особливість творення розбіжного випромінювання в квазіпарацих винаходів лельне або для фокусування такого випромінюЯк уже відмічалося, при медичних застосуванвання Для позначення лінз двох названих типів нях пропонованих винаходів важливою перевагою закріпилися ВІДПОВІДНО терміни "повна лінза" та є можливість одержання прийнятної точності при "півлінза" менших дозах опромінення біологічних тканин Можливі два варіанти роботи й використання Для оцінки можливого виграшу приймемо напристрою за Фіг 1 В одному з них засіб 10 для ступні припущення енергія фотонів Е = 50кеВ, позиціонування досліджуваного об'єкта разом з зона концентрації рентгенівського випромінювання розміщеним у ньому досліджуваним об'єктом 5 є розташовується на глибині 50мм і має розміри нерухомими, а переміщується рентгенооптична 1мм х 1мм х 1мм (такі значення характерні, наприсистема 8 (можливість її переміщення показано на клад, для умов спостереження і точності в маммоФіг 1 стрілками 9) зі збереженням взаємного розграфічних дослідженнях), детектор сприймає 5% ташування елементів 1, 2, 3 і 6 (а отже й збігання вторинного випромінювання, що виникає на глифокусів лінз 2 і 3) В іншому варіанті, навпаки, ренбині 5см (це припущення означає, що вторинне тгенооптична система 8 є нерухомою, а переміщувипромінювання, перш ніж попасти на вхід засобу ється засіб 10 для позиціонування разом з дослітранспортування його до детектора, проходить джуваним об'єктом 5 ДОЦІЛЬНІСТЬ реалізації того 5см в ТІЛІ пацієнта і при цьому кут захоплення лінчи іншого варіанту залежить від того, якими є роззи або коліматора, що доставляє вторинне випроміри й маса об'єкта 5 у порівнянні з розмірами й мінювання до детектора, складає 0,05 х 4ті стерамасою групи перерахованих вище елементів, що діан) Враховуючи, що ЛІНІЙНИЙ коефіцієнт утворюють рентгенооптичну систему 8 поглинання фотонів в ТІЛІ пацієнта близький до Пристрій містить також координатний датчик ВІДПОВІДНОГО коефіцієнта у воді і при енергії Е = 11, що реагує на взаємне переміщення рентгеноо50кеВ має порядок 2x10 1/см, одержуємо, що, птичної системи 8 і засобу 10 для позиціонування і проникаючи на глибину 5см, первинний пучок висполучений з останнім Датчик 11 повинен бути промінювання зменшує свою інтенсивність в відрегульований таким чином, щоб формувати ехр(2х10 1х5) = є и 2,71 рази Виходячи з тіла пацісигнали, пропорційні поточним координатам спільєнта, вторинне випромінювання (енергія фотонів ної фокусної точки 4 лінз 2 і 3 відносно обраного якого є досить близькою до 50кеВ), теж зменшує початку відліку, пов'язаного із засобом 10 для посвою інтенсивність в є и 2,71 рази Таким чином, зиціонування ВИХІДНІ сигнали датчика 11, як і визагальна втрата інтенсивності внаслідок поглихідний сигнал детектора 6, подаються на входи нання випромінювання в ТІЛІ пацієнта складе є х є засобу 12 обробки й відображення інформації и 7,3 рази Занижуючи оцінюваний виграш, врахуФокусна точка 4 є в даному випадку точкою, до ємо лише комптонівську складову вторинного виякої відносять поточні результати вимірювань і в промінювання На товщині Дх імовірність утвореноколі якої (з урахуванням скінченного розміру фоня квантів вторинного ком птон ївсь кого кусної зони рентгенівської лінзи 2) фактично сконвипромінювання дорівнює co=ak x Ne х Дх, де сгі< = центровано випромінювання джерела 1 Засіб 12 6,55 х 10 2 5 см 2 - переріз вторинного ком птон ївсь кообробки й відображення інформації забезпечує го розсіяння, Ne = 3 х 10 23 1/см3 - густина електровідтворення картини розподілу густини речовини нів у воді Таким чином, при Дх - 1мм = 10 1см імооб'єкта, реалізуючи той чи інший алгоритм формувірність ю=6,55 х 10 25 х 3 х 10 23 х 10 1 « 2 х 10 2 вання двовимірного чи тривимірного зображення на екрані (див, наприклад Е Лапшин Графика Інакше кажучи, для утворення одного вторинного для IBM PC M , "Солон", 1995 [5]) У найпростішофотона на довжині Дх = 1мм необхідно в середму випадку, коли, наприклад, сканування (переміньому 1 (2 х 10 2) = 50 фотонів первинного вищення зони концентрації рентгенівського випроміпромінювання нювання, що включає точку 4, до якої відносять Вимагатимемо, щоб похибка оцінки густини поточні результати вимірювань) здійснюють у яко(тобто визначення КІЛЬКОСТІ вторинних фотонів) му-небудь плоскому перерізі об'єкта 5, синхронно мала порядок 1% 3 урахуванням імовірнісного зі скануванням може здійснюватись розгортка зохарактеру процесу середньоквадратичне значення браження на екрані засобу 12 з тривалим ПІСЛЯСВІвідносної похибки дорівнюватиме 5 = 1/(N)1/2, де N тінням, можливим також є запам'ятовування пев- КІЛЬКІСТЬ зареєстрованих фотонів Значенню 5 = 18 17 57176 0,01 відповідаєм = 10000 ня до детекторів) Тепер ми можемо скласти нескладне рівняння Нижче (Фіг 2 - Фіг 11) розглядаються саме такі для N x -необхідної КІЛЬКОСТІ первинних фотонів, які варіанти проникають на глибину 5см і створюють на цій Найбільш прості з точки зору технічної реаліглибині вторинне комптонівське випромінювання, зації варіанти, показані на Фіг 2 і Фіг З яке проходить, у свою чергу, 5см і при цьому детеВ схемі на Фіг 2 використовуються квазіточкові ктора досягають N = 10000 фотонів рентгенівські джерела 1 і коліматори 13 з канала2 2 2 4 ми, що розходяться (розширюються) в напрямку N x x e x 5 x 1 0 x 2 x 1 0 = 10 2 розповсюдження випромінювання для концентраТут коефіцієнт 5x10 означає, що з усієї КІЛЬції його в зоні 16 Між джерелами 1 і коліматорами КОСТІ утворених вторинних фотонів потрапляють 2 13 встановлені екрани 14 з отворами для пропусна детектор і фіксуються лише 5% = 5x10 3 рів7 кання випромінювання на входи коліматорів і заняння одержуємо Nx = 7, 3x10 побігання його безпосереднього (поза коліматораФотони з енергією Е = 50кеВ створюють дозу ми) попадання на об'єкт Вторинне опромінення, що дорівнює 1 рентгену, якщо потік 1 2 випромінювання транспортується до детекторів 6 цих фотонів дорівнює 2,8х10 1/см (табличні дані за допомогою коліматорів 15 з каналами, які сходля співвідношення між енергією фотонів, їх КІЛЬдяться (звужуються) у напрямку розповсюдження КІСТЮ і дозою, див , наприклад, в [2]) Якщо припусвипромінювання, тобто в напрямку до детекторів тити, що поперечний переріз пучка первинного 6, і можуть мати фокус на їх чутливій поверхні В рентгенівського випромінювання при вході в тіло ролі детекторів 6 можна використовувати, наприпацієнта дорівнює 1см2, то потік 7,3x107 1/см2 клад, напівпровідникові детектори з малою вхідстворить в ТІЛІ пацієнта дозу опромінення, рівну ною апертурою 2,6x10 3 рентген При традиційній рентгенівській томографи, наприклад, при дослідженні остеопорозу, доза опромінення звичайно складає 100-ьЗОО мілірентген (В И Мазуров, Е Г Зоткин Актуальные вопросы диагностики и лечения остеопороза СанктПетербург, ИКФ "Фолиант", 1998, с 47 [8]), тобто приблизно в 100 разів більше Дозу можна додатково зменшити у кілька разів, якщо опромінення вести за допомогою кількох джерел, пучки яких приходять в зону концентрації різними шляхами, не складаючись в ТІЛІ пацієнта Тому найбільш доцільними є варіанти реалізації пропонованого способу і пристрою, у яких використовуються кілька рознесених у просторі джерел рентгенівського випромінювання і детекторів з ВІДПОВІДНОЮ КІЛЬКІСТЮ засобів концентрації випромінювання і транспортування вторинного ком птон ївсь кого випромінювання до детекторів (лінз, ПІВЛІНЗ, коліматорів) 3 одного боку, це дозволяє досягти більш ефективної концентрації (у випадку єдиного засобу для концентрації це можливо лише при використанні рентгенівської лінзи, як показано на Фіг 1) випромінювання і збільшити відношення сигнал/шум на виході детекторів З іншого боку, це дає можливість зробити більш розподіленим вплив на досліджуваний об'єкт рентгенівського випромінювання і запобігти передозуванню опромінення частин об'єкта, що не підлягають дослідженню Використання кількох детекторів з простим усередненням (чи більш складною обробкою вихідних сигналів різних детекторів в засобі 12 обробки й відображення інформації, наприклад "ваговим" усередненням або ж обробкою, що враховує наявність кореляції густин в близьких одна до одної точках) за інших рівних умов дозволяє використовувати джерела рентгенівського випромінювання меншої потужності без втрати точності Крім того, при усередненні зменшується вплив інших факторів, що понижують точність (наприклад, неоднакового поглинання випромінювання джерел на шляху до різних точок, у яких визначається густина, і вторинного випромінювання на шляху від цих точок до входів засобів транспортування вторинного ком птон ївсь кого випромінюван На Фіг 3 коліматори мають орієнтацію, протилежну показаній на Фіг 2 Для повного використання вхідної апертури коліматорів 18, що концентрують* випромінювання в зоні 16, доцільно використовувати протяжні рентгенівські джерела 17 3 аналогічної причини доцільно використовувати детектори 20 з великою вхідною апертурою (наприклад, сцинтиляційного типу) На Фіг 4 засоби концентрації випромінювання квазіточкових джерел 1 і засоби транспортування вторинного випромінювання виконані у вигляді рентгенівських ПІВЛІНЗ 21, 22 ВІДПОВІДНО При цьо му ПІВЛІНЗИ 22 фокусують розсіяне вторинне випромінювання на детекторах 6 На Фіг 5 засоби концентрації випромінювання квазіточкових джерел 1 і засоби транспортування вторинного випромінювання виконані у вигляді рентгенівських ПІВЛІНЗ 21, 23 ВІДПОВІДНО При цьо му ПІВЛІНЗИ 23 перетворюють розсіяне вторинне випромінювання у квазіпаралельне і спрямовують його на детектори 20 з великою вхідною апертурою На Фіг 6 показано комбінований варіант засоби концентрації випромінювання квазіточкових джерел 1 виконані у вигляді рентгенівських ПІВЛІНЗ 21, що направляють в зону 16 паралельні пучки, а засоби транспортування вторинного комптонівського розсіяння до детекторів 6-у вигляді "повних" рентгенівських лінз З На Фіг 7 і 8 показані ІНШІ комбінації, які відрізняються від попередніх тим, що засоби транспортування вторинного комптонівського випромінювання до детекторів виконані у вигляді коліматорів На Фіг 7 коліматори 19 мають канали, що розширюються у напрямку до детекторів 6, а останні мають велику вхідну апертуру На Фіг 8, навпаки, коліматори 15 мають канали, що звужуються у напрямку до детекторів 6, а останні мають малу вхідну апертуру На Фіг 9 показано найбільш ефективний з точки зору точності й роздільної здатності варіант, у якому засоби концентрації випромінювання квазіточкових джерел 1 і засоби транспортування вто 19 57176 20 ринного випромінювання до детекторів 6 виконані наявність рентгенівських джерел потрібної потужу вигляді "повних" лінз 2 і 3 ВІДПОВІДНО (порівняйте ності й розмірів та ін цей варіант з показаним на Фіг 1) Наявність описаних і численних інших варіанНа Фіг 10 і 11 показані ще два комбінованих тів реалізації пропонованого способу і побудови варіанти, їх об'єднує те, що в ролі засобів конценпропонованого пристрою надають широкі можлитрації випромінювання квазіточкових джерел виковості для конструювання засобів внутрібачення, ристані "повні" рентгенівські лінзи 2 що задовольняють поставленим конкретним вимогам На Фіг 10 в ролі засобу для транспортування вторинного випромінювання до детекторів 6 з ма1 Политехнический словарь М , "Советская лою апертурою показано використання коліматоэнциклопедия", 1976 рів 15, що звужуються у напрямку до детекторів 2 Физика визуализации изображений в медиНа Фіг 11 в ролі засобу для транспортування цине Под ред С Узбба М , "Мир", 1991 вторинного випромінювання до детекторів 20 з 3 В В Пиклов, Н Г Преображенский Вычисвеликою апертурою показано використання колілительная томография и физический экспериматорів 19, що розширюються в напрямку до детемент Успехи физических наук, 1983, том 141, выкторів пуск 3 Використання тієї чи іншої схеми реалізації 4 Дж, Джексон Классическая электродинамиспособу і побудови пристрою визначається як нака М,, "Мир", 1965 явністю можливості використання таких ефектив5 Е Лапшин Графика для IBM PC M , "Соних засобів концентрації і впливає і на вибір паралон", 1995 метрів лінз та ПІВЛІНЗ (таких, як розмір фокусної 6 В А Аркадьев, А И Коломийцев, М А Кумаплями, протяжність фокусної зони в напрямку опхов и др Широкополосная рентгеновская оптика з тичної осі лінзи та ш) При цьому враховується, большой угловой апертурой Успехи физических що реалізація досить високої роздільної здатності наук, 1989, том 157, выпуск 3 при використанні "повних" лінз (порядку долей 7 Патент США №5744813 (опубл 28 04 98) міліметра і вищої), пов'язана зі збільшенням часу, 8 В И Мазуров, Е Г Зоткин Актуальные вопнеобхідного для сканування досліджуваної області росы диагностики и лечения остеопороза Санктоб'єкта Беруться до уваги й ІНШІ обставини, такі як Петербург, ИКФ "Фолиант", 1998 ФІГ. 1 Фіг. 2 Фіг. З Фіг. 4 21 22 57176 Фіг. 8 4 L Фіг. 6 Фіг. 9 Фіг. 7 фіг. 11 Фіг, 10 Комп'ютерна верстка Е. Ярославцева Підписано до друку 05.07.2003 Тираж39 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м. Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул. Артема, 77, м. Київ, 04050, Україна