Способ рентгеновского контроля объекта исследования и установка для его реализации

010609 Изобретение относится к области технической физики, в частности к технике детектирования излучения, и может быть использовано при фотометрии, дозиметрии, а также при измерении пространственно-энергетических характеристик полей оптического и ионизирующего излучений в целях, например,рентгеновского контроля тел, в частности тела человека, для обнаружения в них или на них некоторых нежелательных предметов или веществ как для медицинского контроля, так и в немедицинских целях,например для предотвращения хищений или актов терроризма и обеспечения безопасности в зданиях и сооружениях, например в аэропортах и других местах повышенного риска. Из уровня техники известны способы и установки рентгеновского контроля исследуемых объектов. Известны способ и установка рентгеновского контроля (изделие BodySearch, см. проспект фирмыAmerican Science and Engineering, Inc.). Человека облучают пучком излучения низкой мощности, улавливают отраженное (рассеянное) поверхностью его тела излучение, преобразуют его в изображение и по нему судят о наличии у него, например, запрещенных предметов. Установка, реализующая этот способ,имеет корпус, в котором расположены источник рентгеновского излучения малой мощности, устройство для формирования пучка рентгеновского излучения и детектор отраженного излучения. Вплотную к корпусу расположена платформа, открытая с трех сторон. Человек стоит на платформе вплотную к корпусу,лицом или спиной к нему. Источник, расположенный на высоте приблизительно половины роста человека, излучает конический расходящийся пучок рентгеновского излучения низкой мощности, которое, проходя через одежду, отражается от поверхности тела пассажира. Отраженное излучение улавливается детектором и создает на нем картину того, что находится на поверхности тела, в одежде и на одежде той половины тела, которая повернута к корпусу. Для полного осмотра необходимо подвергать человека облучению в двух положениях: лицом к корпусу и спиной к нему. При этом не подвергаются досмотру внутренние полости тела, т.е. невозможно обнаружить предметы, проглоченные и находящиеся в желудке или помещенные в другие естественные полости тела. Известна также сканирующая рентгеновская система (EP271723 A, 22.06.1988), содержащая датчик рентгеновского излучения, прошедшего тело, выполненный в виде вертикальной линейки детекторов, и коллиматор в виде пары вертикальных параллельных пластин для формирования рентгеновского излучения. Известен сцинцилляционный счетчик (а.с. СССР 306770 A, 31.10.1983), содержащий в одном корпусе первое устройство для преобразования рентгеновского излучения, прошедшего через тело, в излучение видимого света (сцинциллятор) и примыкающее к нему второе устройство для преобразования излучения видимого света в электрический сигнал (фотоэлектронный умножитель). Наиболее близким к предлагаемому способу является способ рентгеновского контроля объекта исследования (в частности, тела), включающий сканирование объекта исследования предварительно сформированным плоским рентгеновским пучком путем перемещения пучка и детектора рентгеновского излучения относительно объекта исследования (см. патент РФ 2126550, 20.02.1999, бюл.5). В установке, реализующей данный известный способ, источник излучения, коллиматор специальной конструкции и датчик в виде матрицы детекторов излучения закреплены на держателе, который передвигается относительно неподвижного объекта исследования. Каждый из детекторов излучения содержит устройства для формирования оптического изображения из рентгеновского излучения, прошедшего через исследуемый объект, волоконно-оптические элементы связи, усилители оптического изображения и устройства для преобразования оптического изображения в электронное изображение. Средства визуализации включают в себя указанный датчик и устройство для обработки указанного электронного изображения. Поскольку передача информации в виде оптического изображения сопровождается значительными потерями, требуется его промежуточное усиление. Для создания изображения, пригодного для преобразования оптического изображения, требуется пачка пучков излучения, имеющих определенную высоту. Массивный держатель с закрепленными на нем устройствами не может передвигаться достаточно быстро. Соблюдение минимальной дозы, получаемой телом, при условии небольшой скорости перемещения источника в сочетании с мощностью излучения, прошедшего через тело, достаточной для получения оптического изображения, представляет собой сложную задачу. В результате сравнительного анализа из уровня техники не выявлено аналогов предлагаемой конструкции установки рентгеновского контроля объекта исследования. Технической задачей изобретения является создание установки и эффективного способа для осуществления полного рентгеновского контроля исследуемого тела с большей точностью. Техническая задача достигается тем, что установка рентгеновского контроля объекта исследования выполнена в виде несущей колонны с направляющими, на которых посредством ползуна с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения относительно несущей колонны установлены штанга с направляющими и по крайней мере не менее двух держателей C-образной формы с закрепленными на концах напротив друг друга и расположенными в одной плоскости излучателем и линейным детектором; штанга шарнирно закреплена на ползуне с возможностью поворота до 360 в плоскости, параллельной плоскости несущей колонны, каждый держатель установлен на направляющих штанги посредством ползуна с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения относительно-1 010609 штанги и шарнирно закреплен на ползуне с возможностью поворота до 360 в плоскости, параллельной плоскости штанги, каждый держатель установлен на ползуне через узел соединения с обеспечением поворота держателя до 180 в плоскости, перпендикулярной плоскости штанги. Установка снабжена рентгенопрозрачным столом для выполнения снимков лежачих пациентов. В способе рентгеновского контроля объекта исследования, включающем сканирование объекта исследования предварительно сформированным плоским рентгеновским пучком путем перемещения пучка и детектора рентгеновского излучения относительно объекта исследования, сканирование объекта исследования проводят одновременно N1 плоскими рентгеновскими пучками, одновременно сформированными в разных заданных плоскостях, в каждый момент времени контроля рентгеновский пучок, исследуемую область объекта и детектор рентгеновского излучения располагают в одной плоскости. Плоские рентгеновские пучки формируют одновременно по крайней мере в двух горизонтальной плоскостях. Плоские рентгеновские пучки формируют одновременно по крайней мере в двух наклонных плоскостях. Плоские рентгеновские пучки формируют одновременно в вертикальной и наклонной плоскостях. Сканирование объекта исследования проводят по крайней мере двумя плоскими рентгеновскими пучками, расположенными под заданным углом к исследуемому объекту и сформированными по крайней мере в двух либо горизонтальных, либо вертикальных, либо наклонных плоскостях. Предлагаемая установка и способ поясняются чертежами, где: на фиг. 1 представлена общая схема установки; на фиг. 2, 3 - примеры рабочих положений установки; на фиг. 4 - пример способа при двух горизонтально сформированных плоских рентгеновских пучках; на фиг. 5 - пример способа при вертикально и наклонно сформированном рентгеновском пучке; на фиг. 6 - примеры способа при наклонно сформированном рентгеновском пучке; на фиг. 7 - пример рабочего положения при трех держателях. Установка включает (см. фиг. 1) несущую колонну 1, штангу 2 и по крайней мере два держателя 3 и 4 с излучателями 5 и 6 и линейными детекторами 7 и 8 соответственно. На несущей колонне 1 выполнены продольные направляющие 9, в которых установлен ползун 10 для закрепления на нем штанги 2. Штанга 2 закреплена на ползуне шарнирно с возможностью обеспечения поворота штанги 2 до 360 в плоскости, параллельной плоскости несущей колонны 1. Каждый из держателей 3 и 4 выполненC-образной формы. Излучатель 5 и линейный детектор 7 установлены и закреплены на концах держателя 3 напротив друг друга так, что сформированный веерообразный рентгеновский пучок всегда попадает непосредственно на рабочую поверхность линейного детектора 7, а излучатель 6 и линейный детектор 8 установлены и закреплены на концах держателя 4 напротив друг друга так, что сформированный веерообразный рентгеновский пучок всегда попадает непосредственно на рабочую поверхность линейного детектора 8. На штанге 2 выполнены продольные направляющие 11, в которых установлен ползун. Держатели 3 и 4 через узлы соединения 12 и 13 соответственно шарнирно закреплены на ползуне штанги 2 с возможностью обеспечения поворота держателей 3 и 4 до 360 в плоскости, параллельной плоскости штанги 2 и несущей колонны 1. Узлы соединения 12 и 13 обеспечивают поворот держателей 3 и 4 до 180 в плоскости, перпендикулярной плоскости штанги 2 и несущей колонны 1. Установка снабжена рентгенопрозрачным столом для выполнения снимков лежачих пациентов. На фиг. 2 показан общий вид установки перед началом работы, на фиг. 3 - различные рабочие положения установки (слева направо): во время выполнения сканирования держатели 3 и 4 перемещаются по штанге 2; для выполнения снимков косых проекций (формирование рентгеновского пучка в наклонной плоскости) держатели 3 и 4 могут поворачиваться до 360; держатели 3 и 4 вращаются до 180, обеспечивая выполнение различных проекций. Предлагаемая установка реализует предлагаемый способ. Сущность способа заключается в следующем. Как было указано выше, техническим результатом заявленного изобретения является создание установки и эффективного способа для осуществления полного рентгеновского контроля тела с большей точностью. Поставленная задача решена за счет того, что пучок излучения одновременно формируют в виде по крайней мере двух (если необходимо и более) плоских рентгеновских пучков веерообразной формы и по крайней мере не менее чем в двух (или более) любых заданных плоскостях. В зависимости от необходимой области просмотра у объекта исследования рентгеновские пучки одновременно формируют либо в двух и более горизонтальных плоскостях, либо одновременно в двух и более наклонных плоскостях, либо одновременно в вертикальной и наклонной плоскостях. На фиг. 4 показано выполнение снимков стоящего пациента. Штанга 2 установки посредством поворота установлена в вертикальное положение, держатели 3 и 4 установлены горизонтально перпендику-2 010609 лярно плоскости штанги 2. Пациента (или объект исследования) размещают внутри C-образной формы держателей 3 и 4 между излучателями 5 и 6 и линейными детекторами 7 и 8 таким образом, чтобы область просмотра находилась в одной плоскости с рентгеновскими пучками и линейными детекторами 7 и 8. Держатели 3 и 4 перемещают вдоль штанги 2 по направляющим 11. На фиг. 4 показан пример сканирования грудной области одновременно двумя плоскими рентгеновскими пучками, одновременно сформированными в двух горизонтальных плоскостях. При таком исследовании стоячего пациента возможно получение сразу двух проекций исследуемой области за одно исследование, в данном примере в двух горизонтальных плоскостях. Если же один из держателей развернуть на какой-либо угол относительно штанги 2, а другой держатель оставить в прежнем положении, то возможно получение одновременно двух проекций в разных плоскостях, в данном примере в горизонтальной и наклонной плоскостях В процессе обследования стоящего пациента возможно получение одновременно двух и более снимков различных проекций любой исследуемой области. Для этого необходимо либо один из держателей, либо сразу оба держателя развернуть на любой заданный угол в диапазоне от 0 до 360 относительно штанги 2 в плоскости, параллельной плоскости штанги 2, или на заданный угол в диапазоне от 0 до 180 относительно штанги 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости штанги 2, или в зависимости от поставленной задачи исследования поворот держателей осуществляют в обеих плоскостях одновременно на любой заданный угол. На фиг. 3 (фото в середине и справа) показан пример разворота держателя относительно штанги 2. Предлагаемый способ и установка позволяют проводить исследования и лежачего пациента. Пациента укладывают на верхнюю панель рентгенопрозрачного стола (на фиг. 2 справа показан пример расположения стола относительно держателя 3). Стол с пациентом размещают внутри C-образной формы держателей 3 и 4 таким образом, чтобы верхняя панель стола находилась между излучателями 5 и 6 и линейными детекторами 7 и 8, а область просмотра - в одной плоскости с рентгеновскими пучками и линейными детекторами. При лежачем положении пациента излучатели 5 и 6 находятся в верхнем положении на держателях 3 и 4, а линейные детекторы 7 и 8 - в нижнем. На фиг. 5 показан пример выполнения одновременно вертикальной и косой проекций (рентгеновские пучки сформированы одновременно в вертикальной и наклонной плоскостях) лежачего под углом к горизонту пациента. Голова выше ног. При повороте и перемещении держателей 3 и 4 относительно штанги 2 и относительно друг друга, как показано на фиг. 3, возможно выполнение практически любой проекции в любой заданной плоскости. На фиг. 6 показан пример другого расположения тела пациента на столе. Голова ниже уровня ног. Одновременно в двух вертикальных плоскостях сформированы два плоских рентгеновских пучка, расположенных под разными углами к пациенту. У врача при этом появляется после одного исследования сразу две проекции. При различных возможных перемещениях и поворотах держателя 3 и 4 и такого расположения тела пациента на столе обеспечено выполнение любых проекций. На фиг. 7 показан пример получения, например, трех проекций. Способ обеспечивает одновременное выполнение проекций и в большем количестве плоскостей в зависимости от поставленной задачи исследования пациента. Для этого установка дополнительно снабжается необходимым количеством держателей. Таким образом, используя предлагаемую установку рентгеновского контроля объекта исследования и способ, реализуемый на ней, можно осуществлять сканирование любой части тела с любой стороны и под любыми углами относительно пациента. Такое исследование пациента дает возможность провести более точно обследования различных частей тела, позволяет выявлять на более ранних стадиях различные заболевания, устанавливать более точный диагноз, при этом можно создать стереоэффект и объемное изображение органов. Кроме того, при проведении исследований энергия пучков может быть разная,что позволит иметь дополнительную информацию, которая поможет в вычислении плотности частей исследуемого объекта. Также предлагаемая установка и способ могут быть использованы при сканировании объектов и в немедицинских целях, например для предотвращения хищений или актов терроризма и обеспечения безопасности в зданиях и сооружениях, например в аэропортах и других местах повышенного риска. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Установка рентгеновского контроля объекта исследования, выполненная в виде несущей колонны с направляющими, на которых посредством ползуна с возможностью продольного возвратнопоступательного перемещения относительно несущей колонны установлены штанга с направляющими и по крайней мере не менее двух держателей C-образной формы с закрепленными на концах напротив друг друга и расположенными в одной плоскости излучателем и линейным детектором, при этом штанга шарнирно закреплена на ползуне с возможностью поворота до 360 в плоскости, параллельной плоскости несущей колонны, каждый держатель установлен на направляющих штанги посредством ползуна с возможностью продольного возвратно-поступательного перемещения относительно штанги и шарнирно закреплен на ползуне с возможностью поворота до 360 в плоскости, параллельной плоскости штанги,-3 010609 причем каждый держатель установлен на ползуне через узел соединения с обеспечением поворота держателя до 180 в плоскости, перпендикулярной плоскости штанги. 2. Установка рентгеновского контроля объекта исследования по п.1 снабжена рентгенопрозрачным столом для выполнения снимков лежачих пациентов. 3. Способ рентгеновского контроля объекта исследования, включающий сканирование объекта исследования предварительно сформированным плоским рентгеновским пучком путем перемещения пучка и детектора рентгеновского излучения относительно объекта исследования, отличающийся тем, что сканирование объекта исследования проводят одновременно N1 плоскими рентгеновскими пучками, одновременно сформированными в разных заданных плоскостях, при этом в каждый момент времени контроля рентгеновский пучок, исследуемая область объекта и детектор рентгеновского излучения располагают в одной плоскости. 4. Способ рентгеновского контроля по п.3, отличающийся тем, что плоские рентгеновские пучки формируют одновременно по крайней мере в двух горизонтальных плоскостях. 5. Способ рентгеновского контроля по п.3, отличающийся тем, что плоские рентгеновские пучки формируют одновременно по крайней мере в двухнаклонных плоскостях. 6. Способ рентгеновского контроля по п.3, отличающийся тем, что плоские рентгеновские пучки формируют одновременно в вертикальной и наклонной плоскостях. 7. Способ рентгеновского контроля по п.3, отличающийся тем, что плоские рентгеновские пучки формируют одновременно в горизонтальной и наклонной плоскостях. 8. Способ рентгеновского контроля по п.3, отличающийся тем, что сканирование объекта исследования проводят по крайней мере двумя плоскими рентгеновскими пучками, расположенными под заданным углом к исследуемому объекту и сформированными по крайней мере в двух либо горизонтальных,либо вертикальных, либо наклонных плоскостях.