способ контроля геометрического качества изображения цифрового рентгенодиагностического аппарата

Формула изобретения

Способ контроля геометрического качества изображения цифрового рентгенодиагностического аппарата, предусматривающий рентгенографию контрольной прямоугольной рентгеноконтрастной мелкоструктурной решетки, примыкающей к входному окну приемника излучения, последующий визуальный анализ и измерение изображения контрольной решетки на экране видеомонитора, подключенного к компьютеру, отличающийся тем, что видеомонитор переводят в режим стереокомпаратора и на его экране формируют стереопару, левым изображением которой является рентгеновский снимок контрольной решетки, а правым - тестовое изображение той же решетки, сформированное компьютером, анализ и измерения полученной стереопары производят с помощью стереоскопа, снабженного измерительной маркой, при горизонтальной и вертикальной взаимной ориентации изображений стереопары относительно глазного базиса наблюдателя, а геометрическое качество изображения в контрольной зоне оценивают по величине горизонтального параллакса р, по формуле , где h - превышение наблюдаемой точки изображения решетки над нулевой плоскостью, измеренное при наблюдении стереопары, b - базис стереоскопа, s - главное расстояние стереоскопа по направлению центрального луча.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к разделу медицинской техники и предназначено для проведения контроля отобразительных свойств цифровых рентгенодиагностических аппаратов.

Известен способ контроля геометрических качеств изображения УРИ, предусматривающий рентгенографию специального фантома, примыкающего к входному окну УРИ [1, с.187]. Фантом имеет группу рентгеноконтрастных линий различной конфигурации, нанесенных на рентгенопрозрачную основу. Качество изображения фантома анализируется визуально на видеомониторе.

Недостатком известного способа является то, что он не позволяет проводить контроль геометрических качеств изображения, полученного методом компьютерной сшивки, например в рентгенографическом аппарате АМЦР-1 [2]. В аппарате АМЦР-1 изображение формируется путем компьютерной сшивки четырех кадров. Поэтому на линии сшивки возможны геометрические искажения рентгеновского изображения, которые могут исказить рентгенологическую картину и привести к ошибке в диагнозе.

Наиболее близким аналогом является способ контроля геометрического качества изображения цифрового рентгенографического аппарата, предусматривающий рентгенографию контрольной прямоугольной рентгеноконтрастной мелкоструктурной решетки, примыкающей к входному окну приемника излучения, с последующим визуальным анализом и измерением изображения решетки на экране видеомонитора, подключенного к компьютеру [3, с.70, решетка типа BARS].

Основным недостатком известного способа [3], принятого нами в качестве прототипа, является большое время, требуемое для измерения ячеек решетки в зоне сшивки изображения. Это объясняется большим количеством ячеек в контрольной сетке. Так например при размере изображения 700×700 мм и ячейке решетки 2×2 мм требуется провести, как минимум, измерения изображения 1400 ячеек, расположенных на границе компьютерной сшивки (700 в горизонтальном и 700 в вертикальном направлениях). О качестве компьютерной сшивки судят по степени отклонения геометрии изображения ячеек контрольной решетки от нормы. Кроме того, известный способ контроля имеет низкую точность, приблизительно 0,3 мм, что связано с особенностями измерения плоского изображения и усталостью глаз оператора при большом количестве измерений.

Целью изобретения является повышение точности контроля и сокращение времени операции.

Данная цель достигается тем, что в способе контроля геометрического качества изображения цифрового рентгенодиагностического аппарата, предусматривающем рентгенографию контрольной прямоугольной рентгеноконтрастной мелкоструктурной решетки, примыкающей к входному окну приемника излучения, с последующим визуальным анализом и измерением изображения контрольной решетки на экране видеомонитора, подключенного к компьютеру, видеомонитор переводят в режим стереокомпаратора и на его экране формируют стереопару, левым изображением которой является рентгеновский снимок контрольной решетки, а правым - тестовое изображение той же решетки, построенное компьютером, причем анализ и измерения полученной стереопары производится с помощью стереоскопа при горизонтальной и вертикальной взаимной ориентации изображений относительно глазного базиса наблюдателя, при этом геометрическое качество изображения в контрольной зоне оценивается по величине горизонтального параллакса р, согласно формуле , где h - превышение наблюдаемой точки изображения решетки над нулевой плоскостью, измеренное при наблюдении стереопары, b - базис стереоскопа, s - главное расстояние стереоскопа по направлению центрального луча.

В дальнейшем описание изобретения сопровождается иллюстрациями.

На фиг.1 показана конструкция контрольной решетки, на фиг.2 - положение контрольной решетки в момент рентгенографии, а на фиг.3 - процесс наблюдения стереопары изображений контрольной решетки с помощью стереоскопа.

Для реализации предлагаемого способа используется тест-объект -контрольная решетка 1 прямоугольной формы, изготовленная из материала с высоким атомным номером, например свинца (фиг.1). Свинцовая проволока 2 толщиной 0,5-1,0 мм, образующая структуру решетки, находится в пазах, выполненных в пластине 3 прямоугольной формы из рентгенопрозрачного материала, например оргстекла. Ячейки решетки 1 имеют размер 2×2 мм. Можно использовать контрольную решетку с ячейками меньшего размера, например 1×1 мм, однако при этом объем измерений и время исследования значительно возрастают. Координатные метки 4 предназначены для ориентации контрольной решетки 1 относительно рентгеновского пучка с помощью светового центратора. Начало координат oxy контрольной решетки, находящееся в точке пересечения прямых, проведенных через вершины координатных меток 4, должно находиться на центральном луче рентгеновского излучателя.

Контрольная решетка 1 располагается на защитном экране 5 входного окна приемника рентгеновского излучения 6 цифрового рентгенографического аппарата, например АМЦР-1, оснащенного механизмом пошагового сканирования (не показан), формирующего полное рентгеновское изображение путем компьютерной сшивки четырех кадров (фиг.2), и ориентируется по световому центратору 7 рентгеновского излучателя 8 таким образом, чтобы перекрестие центратора проходило через координатные метки 4 контрольной решетки 1, после чего закрепляется.

Выход приемника рентгеновского излучения 6 соединен с компьютером 9, где формируется и запоминается цифровое изображение контрольной решетки. Для наблюдения восстановленного цифрового изображения используется видеомонитор 10, подключенный к компьютеру 9.

Контроль геометрического качества изображения контрольной решетки проводится стереорентгенограмметрическим методом. Для этого в компьютере включается специальная программа, переводящая видеомонитор в режим работы стереокомпаратора. На экране видеомонитора 10 формируется искусственная стереопара, левым изображением которой является рентгеновский снимок Р₁ контрольной решетки 1, правым Р₂ - тестовое изображение той же решетки, построенное компьютером 9 (фиг.3). Наблюдение стереопары изображений Р₁, Р₂ производится оператором 11 с помощью зеркального стереоскопа 12 и измерительной марки (не показана). Стереоскопическая картина Р_СТ, воспринимаемая оператором 11, может содержать как плоские участки 13 решетки, так и рельефное изображение 14 ее фрагментов. Плоские участки 13 решетки говорят о том, что здесь изображение полностью отвечает требованиям геометрической нормы. Рельефное изображение 14 вызвано смещением элементов изображения решетки на снимке Р₁, например в результате погрешностей электронной сшивки в аппарате АМЦР-1. Поэтому большим преимуществом нового способа контроля является то, что он позволяет стереоскопически выделить участки некачественного изображения, где необходимо провести уточняющие измерения, и тем самым, сократить объем измерений и уменьшить время контроля. Оценка геометрического качества компьютерной сшивки фрагментов изображений контрольной решетки проводится на рельефном участке по величине горизонтального параллакса р, согласно формуле

,

где h - превышение наблюдаемой точки изображения решетки над нулевой плоскостью (над плоским участком 13), измеренное при наблюдении стереопары, b - базис стереоскопа, s - главное расстояние стереоскопа (расстояние от глаз наблюдателя до картинной плоскости (до снимка) по направлению центрального луча) в левом и правом оптических каналах стереоскопа.

Горизонтальный параллакс р вызван смещением изображения контрольной решетки на снимке P₁ относительно изображения тестовой решетки на снимке Р₂, в результате некачественной компьютерной сшивки, поэтому по значению горизонтального параллакса Ар можно судить о геометрическом качестве цифрового рентгеновского изображения.

Стереорентгенограмметрический метод имеет высокую чувствительность, он может провести измерения горизонтального параллакса с точностью до 0,1 мм. Такой точности вполне достаточно для оценки геометрического качества рентгеновского изображения. В норме значение горизонтального параллакса не должно превышать 0,2 мм. Это значение продиктовано разрешающей способностью цифрового рентгеновского изображения.

Так как компьютерная сшивка фрагментов рентгеновского изображения производится как в горизонтальном (ось х), так и вертикальном (ось y) направлениях, измерение стереопары производится при горизонтальной и вертикальной взаимной ориентации изображений стереопары относительно глазного базиса наблюдателя.

При р=0 изображение контрольной решетки будет плоским 13 (фиг.3). Отсутствие рельефа говорит о высоком качестве компьютерной сшивки. Поэтому на плоских участках изображения 13 измерения решетки проводить не надо; горизонтальный параллакс измеряется только на рельефных участках 14. Этот факт позволяет существенно сократить время контроля.

Источники информации (аналоги)

1. Рентгеновские диагностические аппараты. /Под редакцией Н.Н.Блинова и Б.И.Леонова. - М.: ВНИИИМТ, 2001. - Том 2. - 208 с.

2. Цифровой малодозовый рентгенодиагностический аппарат высокого разрешения АМЦР-1. - Кантер Б.М., Черний А.Н., Ратобыльский Г.В., Серова Е.В. Свидетельство № 72200400079 на интеллектуальный продукт Всероссийского научно-технического информационного центра от 11.11.2004. - М.: ВНТИЦ.

3. Diagnostic imaging and radiation therapy catalog. - Company INOVISION, USA, 1999.