[go: up one dir, main page]

RU2449729C2 - X-ray installation for formation of image of examined object and its application - Google Patents

X-ray installation for formation of image of examined object and its application Download PDF

Info

Publication number
RU2449729C2
RU2449729C2 RU2007148223/14A RU2007148223A RU2449729C2 RU 2449729 C2 RU2449729 C2 RU 2449729C2 RU 2007148223/14 A RU2007148223/14 A RU 2007148223/14A RU 2007148223 A RU2007148223 A RU 2007148223A RU 2449729 C2 RU2449729 C2 RU 2449729C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
ray
intensity
ray radiation
receiver
values
Prior art date
Application number
RU2007148223/14A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007148223A (en
Inventor
Рюдигер ЛАВАЧЕК (DE)
Рюдигер ЛАВАЧЕК
Original Assignee
Байер Шеринг Фарма Акциенгезельшафт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Байер Шеринг Фарма Акциенгезельшафт filed Critical Байер Шеринг Фарма Акциенгезельшафт
Publication of RU2007148223A publication Critical patent/RU2007148223A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2449729C2 publication Critical patent/RU2449729C2/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48Diagnostic techniques
    • A61B6/482Diagnostic techniques involving multiple energy imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/02Arrangements for diagnosis sequentially in different planes; Stereoscopic radiation diagnosis
    • A61B6/03Computed tomography [CT]
    • A61B6/032Transmission computed tomography [CT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A61B6/4233Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector using matrix detectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/48Diagnostic techniques
    • A61B6/481Diagnostic techniques involving the use of contrast agents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/504Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for diagnosis of blood vessels, e.g. by angiography
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/50Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
    • A61B6/507Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for determination of haemodynamic parameters, e.g. perfusion CT
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/40Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4064Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam
    • A61B6/4092Arrangements for generating radiation specially adapted for radiation diagnosis specially adapted for producing a particular type of beam for producing synchrotron radiation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/58Testing, adjusting or calibrating thereof
    • A61B6/582Calibration
    • A61B6/583Calibration using calibration phantoms

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
  • Nuclear Medicine (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: invention relates to medical equipment, namely to devices for formation of examined object images. X-ray installation contains at least one X-ray source, emitting polychromatic X-ray radiation, first receiver or first unit of receivers of determining values of first intensity of passing X-ray radiation, second receiver or second receiver or second unit of receivers of determining values of second intensity emitted by examined object of fluorescent X-ray radiation, correlation unit, as well as device of output for display of examined object on the basis of signals of image elements. Application of X-ray installation for formation of examined object image, which contains at least one radio-opaque chemical element is realised by X-ray radiation, passing through examined object, and fluorescent X-ray radiation, emitted by said object.
EFFECT: application of invention makes it possible to ensure display of small pathological changes with high spatial resolution with smaller dose of radiation.
22 cl, 7 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к рентгеновской установке для формирования изображения исследуемого объекта, содержащего по меньшей мере один рентгеноконтрастный химический элемент, посредством рентгеновского излучения, к применению рентгеновской установки, а также к способу рентгеноконтрастного формирования изображения исследуемого объекта, например млекопитающего, прежде всего человека.The invention relates to an x-ray apparatus for forming an image of an object under investigation containing at least one radiopaque chemical element by means of x-ray radiation, to the use of an x-ray apparatus, and also to a method for radiopaque imaging of an object under study, for example, a mammal, especially a human.

Уровень техникиState of the art

Медицинская диагностика с помощью рентгеновского излучения - это технически высокоразвитый раздел диагностики заболеваний, например, для их своевременного распознавания, рентгенографического подтверждения, характеристики и локализации опухолей, заболеваний сосудов и других патологических изменений человеческого организма. Техника весьма эффективна и отличается высокой степенью доступности.X-ray medical diagnostics is a technically highly developed section in the diagnosis of diseases, for example, for their timely recognition, radiographic confirmation, characterization and localization of tumors, vascular diseases and other pathological changes in the human body. The technique is very effective and has a high degree of accessibility.

Для генерирования рентгеновского излучения используются рентгеновские трубки с вольфрамовыми, молибденовыми или родиевыми вращающимися анодами и алюминиевыми, медными, титановыми, молибденовыми и родиевыми фильтрами. Соответствующие фильтры позволяют отфильтровывать часть тормозного излучения, поэтому в благоприятных случаях на выход рентгеновской трубки поступает по существу характеристическое излучение.X-ray tubes are used to generate x-ray radiation with tungsten, molybdenum or rhodium-plated rotating anodes and aluminum, copper, titanium, molybdenum and rhodium-plated filters. Appropriate filters allow you to filter out part of the bremsstrahlung, therefore, in favorable cases, essentially characteristic radiation enters the output of the x-ray tube.

В качестве приемников (детекторов) используются обычные рентгеновские пленки, гибкие диски накопителей или цифровые плоскостные приемники. В компьютерных томографах применяются одни однострочные приемники или приемники с несколькими строками. Возможно также параллельное включение нескольких приемников. Для непосредственного преобразования рентгеновских лучей в электрические сигналы используются полупроводниковые приемники (детекторы), выполненные на основе теллурида кадмия (СТ), теллурида кадмия-цинка (CZT), аморфного селена или же аморфного или кристаллического кремния (M.J.Yaffe, J.A.Rowlands, “X-Ray Detectors for Digital Radiography”, Med. Biol, 42(1) (1997) 1-39).As receivers (detectors), conventional x-ray films, floppy disks of drives or digital planar receivers are used. Computer tomographs use single-line receivers or multi-line receivers. It is also possible parallel connection of several receivers. For direct conversion of X-rays into electrical signals, semiconductor receivers (detectors) are used, based on cadmium telluride (CT), cadmium zinc telluride (CZT), amorphous selenium, or amorphous or crystalline silicon (MJYaffe, JARowlands, “X- Ray Detectors for Digital Radiography ", Med. Biol, 42 (1) (1997) 1-39).

Пример конструкции таких приемников приведен в патенте US 5434417 А. Чтобы обеспечить энергочувствительность приемника, он набирается из нескольких слоев. Рентгеновские лучи с различной энергией проникают в этот приемник на разную глубину и за счет фотоэлектрического эффекта генерируют в соответствующем слое электрический сигнал, который можно непосредственно считывать как импульс тока с идентификацией по слою и, следовательно, по энергии рентгеновских фотонов.An example of the design of such receivers is given in US Pat. No. 5,434,417 A. In order to ensure the energy sensitivity of the receiver, it is composed of several layers. X-rays with different energies penetrate into this receiver at different depths and, due to the photoelectric effect, generate an electrical signal in the corresponding layer, which can be directly read out as a current pulse with identification by the layer and, therefore, by the energy of X-ray photons.

Компьютерная томография (КТ) уже давно используется в повседневной клинической практике. КТ позволяет получать снимки тела в разрезе с улучшенным пространственным разрешением по сравнению с обычной проекционной радиографией. Несмотря на то, что и разрешение по плотности при КТ значительно выше, чем разрешение по плотности при обычной рентгеновской технике, для более надежного распознавания многих болезненных изменений требуются рентгеноконтрастные препараты. Они улучшают качество морфологической информации. При этом контрастное средство позволяет, с одной стороны, представить функциональные процессы в организме (выделение, перфузия, проницаемость), с другой стороны, подчеркнуть морфологию путем создания контрастов (различная концентрация рентгеноконтрастных веществ в различных тканях).Computed tomography (CT) has long been used in everyday clinical practice. CT allows you to get body pictures in a section with improved spatial resolution compared to conventional projection radiography. Despite the fact that the resolution in density at CT is much higher than the resolution in density with conventional X-ray technology, radiopaque preparations are required for more reliable recognition of many painful changes. They improve the quality of morphological information. In this case, the contrast agent allows, on the one hand, to present the functional processes in the body (excretion, perfusion, permeability), and, on the other hand, to emphasize the morphology by creating contrasts (different concentrations of radiopaque substances in various tissues).

Во многих случаях обычную рентгенотехнику нельзя было использовать, так как контраст исследуемой ткани был недостаточным. Для этой цели были разработаны рентгеноконтрастные вещества, создающие высокую рентгенографическую плотность в ткани, в которой они скапливаются. Типичными примерами являются йод, бром, элементы с порядковыми номерами 34, 42, 44-52, 54-60, 62-79, 82 и 83 в качестве рентгеноконтрастных элементов, а также внутрикомплексные соединения с порядковыми номерами 56-60, 62-79, 82 и 83. Из соединений йода можно использовать, например, меглумин-натрий- или лизин-диатризоат, йоталамат, йокситаламат, йопромид, йогексол, йомепрол, йопамидол, йоверсол, йобитридол, йопентол, йотролан, йодиксанол и йоксилан (INN) (ЕР 0885616 А1).In many cases, conventional X-ray technology could not be used, since the contrast of the test tissue was insufficient. For this purpose, radiopaque substances have been developed that create a high radiographic density in the tissue in which they accumulate. Typical examples are iodine, bromine, elements with serial numbers 34, 42, 44-52, 54-60, 62-79, 82 and 83 as radiopaque elements, as well as intra-complex compounds with serial numbers 56-60, 62-79, 82 and 83. Of the iodine compounds, for example, meglumine sodium or lysine diatrizoate, yotalamate, yoxitalamate, iopromide, yohexol, yomeprol, iopamidol, yoversol, yobitridol, iopentol, iotrolan, iodixanol and yoxylan (IN8816) can be used (INN16) A1).

В определенных случаях, несмотря на введение рентгеноконтрастных веществ, не удавалось добиться достаточного контраста тканей. Для дальнейшего усиления контраста была введена цифровая субтрактивная ангиография (DSA), при которой преконтрастные и постконтрастные снимки (логарифмически) вычитаются друг из друга. Метод вычитания для применения в маммографии описан в ЕР 0885616 А1: Для проекционной маммографии там предлагается сначала снять преконтрастную маммограмму, затем быстро ввести пациентке внутривенно распространенный урографический рентгеноконтрастный препарат и примерно через 30 с-1 мин по окончании инъекции снять постконтрастную маммограмму. Полученные данные обоих снимков соотносят друг с другом, предпочтительно вычитают один из другого.In certain cases, despite the introduction of radiopaque substances, it was not possible to achieve sufficient tissue contrast. To further enhance contrast, digital subtractive angiography (DSA) was introduced, in which pre-contrast and post-contrast images (logarithmically) are subtracted from each other. A subtraction method for use in mammography is described in EP 0885616 A1: For projection mammography, it is proposed to first remove a high-contrast mammogram, then quickly introduce an intravenous urographic radiopaque drug to the patient, and take a post-contrast mammogram after about 30 seconds after the injection. The obtained data of both pictures are correlated with each other, preferably subtracting one from the other.

Новые разработки в области компьютерной томографии, что касается возбуждения излучения, относятся, например, к применению в КТ синхротронного излучения (F.A.Dilmanian “Computed Tomography with Monochromatic X-Rays”, Am. J. Physiol. Imaging, 314 (1992) 175-193). Хорошие рентгеновские снимки можно получить, например, посредством так называемой “К-краевой субтрактивной компьютерной томографии” (F.A.Dilmanian, р.179), причем используется сильное нарастание коэффициента поглощения в энергии связи К-электронов атома. Элемент йод имеет К-линию при энергии 33,17 кэВ. К сожалению, этот способ функционирует только с помощью синхротронного излучения, получаемого на больших накопительных кольцах, например DESY, так как это излучение имеет благоприятные для способа монохроматичность и интенсивность. Обычные рентгеновские трубки дают не монохроматическое излучение, а непрерывный спектр. Поэтому они мало пригодны для подобного рода дифференциальных измерений.New developments in the field of computed tomography with regard to radiation excitation refer, for example, to the use of synchrotron radiation in CT (FADilmanian “Computed Tomography with Monochromatic X-Rays”, Am. J. Physiol. Imaging, 314 (1992) 175-193 ) Good x-rays can be obtained, for example, through the so-called “K-edge subtractive computed tomography” (F.A.Dilmanian, p. 179), and a strong increase in the absorption coefficient in the binding energy of the K-electrons of the atom is used. The iodine element has a K-line at an energy of 33.17 keV. Unfortunately, this method operates only with the help of synchrotron radiation obtained on large storage rings, for example DESY, since this radiation has monochromaticity and intensity favorable for the method. Conventional x-ray tubes produce not monochromatic radiation, but a continuous spectrum. Therefore, they are not suitable for such differential measurements.

Альтернативная возможность описана в документе DE 10118792 А1. Здесь для снятия проекционных маммограмм предлагается способ, при котором используются источники рентгеновского излучения с двумя рентгеновскими анодами из различных материалов. Для снятия маммограмм пациентке сначала вводится рентгеноконтрастное вещество. Затем делается первый проекционный снимок с использованием первого из двух рентгеновских анодов, после чего - второй проекционный снимок с использованием второго рентгеновского анода. Путем наложения каждого отдельного элемента изображения первого снимка на каждый отдельный элемент изображения второго снимка изготавливается корреляционное изображение. Характеристическое излучение обоих рентгеновских анодов согласуется со спектром поглощения рентгеноконтрастного вещества. Энергия излучения первого рентгеновского анода несколько ниже энергии поглощения контрастирующего элемента в рентгеноконтрастном веществе, а энергия излучения второго анода несколько выше энергии поглощения контрастирующего элемента. Недостатком этого способа является то, что обычные рентгеновские трубки с одним рентгеновским анодом приходится заменять двуханодными трубками.An alternative possibility is described in DE 10118792 A1. Here, for the removal of projection mammograms, a method is proposed in which X-ray sources with two X-ray anodes from various materials are used. To take mammograms, the patient is first injected with a radiopaque substance. Then, the first projection image is made using the first of two x-ray anodes, after which the second projection image is used using the second x-ray anode. By superimposing each individual image element of the first image onto each individual image element of the second image, a correlation image is produced. The characteristic radiation of both X-ray anodes is consistent with the absorption spectrum of the X-ray contrast material. The radiation energy of the first x-ray anode is slightly lower than the absorption energy of the contrasting element in the radiopaque material, and the radiation energy of the second anode is slightly higher than the absorption energy of the contrasting element. The disadvantage of this method is that conventional x-ray tubes with one x-ray anode have to be replaced by two-anode tubes.

Дополнительно к трансмиссионной радиографии описывается эмиссионная радиография.In addition to transmission radiography, emission radiography is described.

Так, в документе WO 2004/041060 А2 описано устройство для неинвазивного определения in vivo химического элемента в простате человека, состоящее из зонда, системы облучения, способной возбуждать лучевую эмиссию химического элемента, приемника излучения внутри зонда, позволяющего отображать обнаруженное излучение, а также системы регистрации, обработки и индикации сигналов, позволяющей определять количество химического элемента в различных зонах простаты в соответствии с отображением обнаруженного излучения. Испускаемое излучение представляет собой в основном флуоресцентное излучение. В случае исследования простаты определяется предпочтительно распределение цинка в тканях.Thus, document WO 2004/041060 A2 describes a device for non-invasively determining in vivo a chemical element in a human prostate, consisting of a probe, an irradiation system capable of exciting radiation from a chemical element, a radiation receiver inside the probe that allows the detection of the detected radiation, and a recording system , processing and displaying signals, allowing to determine the amount of a chemical element in various areas of the prostate in accordance with the display of detected radiation. The emitted radiation is mainly fluorescent radiation. In the case of prostate examination, the distribution of zinc in the tissues is preferably determined.

Далее в DE 3608965 А1 описан способ определения доли различных химических элементов в слое исследуемой зоны посредством гамма- или рентгеновского излучения. При этом отдельно регистрируются комптоновское и рэлеевское рассеянное излучение. Характер определенного по данным измерения дифференциального коэффициента рассеяния зависит от долей различных химических элементов в отдельных элементах изображения. Поэтому он позволяет определять долю этих химических элементов. Для этого исследуемая зона просвечивается первичным лучом из большого числа направлений, и излучение, исходящее под различными углами из исследуемой зоны, регистрируется приемным (детекторным) устройством в различных положениях за пределами исследуемой зоны, после чего по полученным в результате результатам измерения определяется разностный коэффициент рассеяния для различных переданных импульсов каждого элемента изображения в слое.DE 3608965 A1 further describes a method for determining the proportion of various chemical elements in a layer of a test zone by gamma or X-ray radiation. In this case, Compton and Rayleigh scattered radiation are separately recorded. The nature of the differential scattering coefficient determined from the measurement data depends on the proportions of various chemical elements in individual image elements. Therefore, it allows you to determine the proportion of these chemical elements. To do this, the studied zone is illuminated by the primary beam from a large number of directions, and the radiation emitting at different angles from the studied zone is detected by the receiving (detector) device in various positions outside the studied zone, after which the difference scattering coefficient is determined from the measurement results different transmitted pulses of each image element in the layer.

Наряду с этим Quanwen Yu и др. в работе “Preliminary Experiment of Fluorescent X-Ray Computed Tomography to Detect Dual Agents for Biological Study”, см. J. Synchrotron Rad. (2001), 8 1030-1034, предлагают использовать метод рентгеновской флуоресценции для определения очень малых концентраций нерадиоактивных веществ при биомедицинских исследованиях. С помощью этого метода можно получать изображения, позволяющие с использованием линии Кα флуоресценции в одном исследовании одновременно обнаруживать мультиагенты, чтобы, например, количественно регистрировать кровоток в мозгу и плотность клеток головного мозга. В представленном исследовании изображения, полученные по этому методу, сравнивались с изображениями, полученными с помощью рентгеновской трансмиссионной томографии.Along with this, Quanwen Yu et al. In “Preliminary Experiment of Fluorescent X-Ray Computed Tomography to Detect Dual Agents for Biological Study”, see J. Synchrotron Rad. (2001), 8 1030-1034, suggest using the X-ray fluorescence method to determine very low concentrations of non-radioactive substances in biomedical research. Using this method, it is possible to obtain images that allow the use of the fluorescence line in one study to simultaneously detect multiagents in order, for example, to quantify the blood flow in the brain and the density of brain cells. In the presented study, images obtained by this method were compared with images obtained using x-ray transmission tomography.

Правда, метод рентгеновской флуоресценции или рентгеновского рассеянного света, описанный в указанных выше публикациях, имеет тот недостаток, что представление мелких деталей в исследуемом объекте довольно сложно из-за трудностей отображения. Более того, изображения получаются только с грубым разрешением, что не позволяет представить на снимке мелкие детали.True, the method of X-ray fluorescence or X-ray scattered light described in the above publications has the disadvantage that the presentation of small details in the object under study is rather difficult due to the difficulties of display. Moreover, images are obtained only with a rough resolution, which does not allow you to present small details in the picture.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Исходя из вышеизложенного, задача изобретения состоит в том, чтобы избежать указанных недостатков и, прежде всего, создать установки и способы, позволяющие получать снимки с различными рентгеноконтрастными химическими элементами. Далее получение рентгеновских снимков также должно быть простым, удобным и экономичным. Техника исследования должна быть доступной на широкой основе. Следует обеспечить отображение даже малых патологических изменений в исследуемом объекте с высоким пространственным разрешением при как можно меньшей дозе облучения. Необходимо избежать дефектов изображения, обусловленных движением объекта.Based on the foregoing, the objective of the invention is to avoid these drawbacks and, above all, to create installations and methods that allow you to get pictures with various radiopaque chemical elements. Further, obtaining x-rays should also be simple, convenient and economical. Research techniques should be available on a broad basis. It is necessary to ensure that even small pathological changes are displayed in the studied object with high spatial resolution at the lowest possible radiation dose. It is necessary to avoid image defects caused by the movement of the object.

Проблема решается с помощью рентгеновской установки для формирования изображения исследуемого объекта, содержащего по меньшей мере один рентгеноконтрастный химический элемент, посредством рентгеновского излучения по п.1 формулы изобретения, применения этой установки по п.11 и способа рентгеноконтрастного формирования изображений по п.25. Предпочтительные варианты изобретения описаны в зависимых пунктах формулы изобретения.The problem is solved by using an x-ray setup for forming an image of an object under study containing at least one radiopaque chemical element, by means of x-ray radiation according to claim 1, the use of this apparatus according to claim 11 and the method of radiopaque image formation according to claim 25. Preferred embodiments of the invention are described in the dependent claims.

Если в описании изобретения и в пунктах формулы изобретения используются термины “испускаемое излучение” и “испускать”, то под этим следует понимать, во-первых, рентгеновскую флуоресценцию, т.е. эмиссию излучения после возбуждения облученной материи электромагнитным излучением и, во-вторых, предпочтительно, рэлеевское рассеяние. В последнем случае излучение без передачи импульса снова испускается (переизлучение) облученной материей, при этом, однако, в результате облучения электроны оболочки в атомах этой материи не переходят в возбужденное состояние, как при флуоресценции.If the terms “emitted radiation” and “emit” are used in the description of the invention and in the claims, then this should be understood, firstly, X-ray fluorescence, i.e. emission of radiation after excitation of the irradiated matter by electromagnetic radiation and, secondly, preferably, Rayleigh scattering. In the latter case, radiation without momentum transfer is again emitted (re-radiation) by the irradiated matter, however, as a result of irradiation, however, the shell electrons in the atoms of this matter do not go into an excited state, as in fluorescence.

Для формирования изображения рентгеновская установка использует проходящее через исследуемый объект и испускаемое им рентгеновское излучение. Для этого предлагаемая в изобретении рентгеновская установка содержит:To form an image, an x-ray unit uses the x-ray radiation emitted through the object under study. For this, the x-ray apparatus according to the invention comprises:

а) по меньшей мере один рентгеновский источник, испускающий по существу полихроматическое рентгеновское излучение,a) at least one x-ray source emitting essentially polychromatic x-ray radiation,

б) первый приемник или первый блок приемников, выполненный с возможностью определения значений первой интенсивности проходящего через исследуемый объект рентгеновского излучения,b) the first receiver or the first block of receivers, configured to determine the values of the first intensity of the x-ray radiation passing through the studied object,

в) второй приемник или второй блок приемников, выполненный с возможностью определения значений второй интенсивности испускаемого исследуемым объектом рентгеновского излучения,C) a second receiver or a second block of receivers, configured to determine the values of the second intensity of the x-ray radiation emitted by the investigated object,

г) по меньшей мере один блок корреляции, выполненный с возможностью соотнесения, по элементам изображения, значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения со значениями второй интенсивности испускаемого рентгеновского излучения, а такжеg) at least one correlation unit, configured to correlate, according to image elements, the values of the first intensity of the transmitted x-ray radiation with the values of the second intensity of the emitted x-ray radiation, and

д) по меньшей мере одно устройство вывода для отображения исследуемого объекта на основе сигналов элементов изображения, получаемого путем соотнесения значений первой интенсивности со значениями второй интенсивности.d) at least one output device for displaying the object under study based on the signals of the image elements obtained by correlating the values of the first intensity with the values of the second intensity.

Проходящее рентгеновское излучение и испускаемое рентгеновское излучение можно обнаруживать (детектировать) одновременно или последовательно одно за другим.Transmitted x-rays and emitted x-rays can be detected (detected) simultaneously or sequentially one after another.

Эта рентгеновская установка может использоваться для формирования изображения исследуемого объекта, содержащего по меньшей мере один рентгеноконтрастный химический элемент, посредством рентгеновского излучения. Рентгеноконтрастный химический элемент предпочтительно вводится в исследуемый объект с рентгеноконтрастным веществом, которое для этого вводится в объект исследования, например в организм человека или животного.This x-ray unit can be used to form an image of an object under study containing at least one radiopaque chemical element by means of x-ray radiation. The radiopaque chemical element is preferably introduced into the test object with a radiopaque substance, which for this is introduced into the object of study, for example, into a human or animal organism.

Рентгеноконтрастные химические элементы с низким порядковым числом, которые естественно присутствуют в исследуемом объекте, дают лишь незначительный выход рентгеновской флуоресценции, поэтому формирование изображений с использованием этих элементов представляется практически нецелесообразным. Кроме того, энергия фотонов рентгеновской флуоресценции в этом случае мала, так что и их распространение в тканях организма незначительно. В частности, начиная с элемента йод (порядковый номер - 53) с линиями испускания 28,6 и 32,3 кэВ, в распоряжении имеются линии флуоресценции, которые достаточно интенсивно покидают исследуемый объект и могут регистрироваться приемником, расположенным вне объекта. В случаях более низкого порядкового числа химического элемента следует выбрать расположение второго приемника по возможности ближе к исследуемой зоне (или интересующей зоне).X-ray contrast chemical elements with a low ordinal number, which are naturally present in the studied object, give only an insignificant yield of X-ray fluorescence, therefore, imaging using these elements seems to be practically inappropriate. In addition, the energy of X-ray fluorescence photons in this case is small, so that their distribution in the tissues of the body is negligible. In particular, starting with the iodine element (serial number 53) with emission lines of 28.6 and 32.3 keV, fluorescence lines are available that quite intensively leave the object under study and can be detected by a receiver located outside the object. In cases of a lower ordinal number of the chemical element, the location of the second receiver should be chosen as close as possible to the studied zone (or the zone of interest).

Эта рентгеновская установка применяется для осуществления предлагаемого в изобретении рентгеноконтрастного способа исследования. Способ включает в себя следующие операции:This x-ray unit is used to implement the proposed in the invention x-ray contrast research method. The method includes the following operations:

а) предпочтительно выполняемое введение в организм по меньшей мере одного обеспечивающего рентгеновский контраст химического элемента,a) preferably carried out the introduction into the body of at least one x-ray contrast chemical element,

б) просвечивание исследуемого объекта по существу полихроматическим рентгеновским излучением,b) transillumination of the investigated object essentially polychromatic x-ray radiation,

в) определение значений первой интенсивности проходящего через исследуемый объект рентгеновского излучения,c) determination of the values of the first intensity of the x-ray radiation passing through the studied object,

г) определение значений второй интенсивности испускаемого исследуемым объектом рентгеновского излучения,g) determining the values of the second intensity of the x-ray radiation emitted by the object under study,

д) выполняемое по элементам изображения соотнесение значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения со значениями второй интенсивности испускаемого рентгеновского излучения, а такжеe) correlation of the values of the first intensity of the transmitted x-ray radiation performed by the image elements with the values of the second intensity of the emitted x-ray radiation, and

е) отображение исследуемого объекта на основе сигналов элементов изображения, полученных путем соотнесения значений первой интенсивности со значениями второй интенсивности.f) displaying the test object based on the signals of the image elements obtained by correlating the values of the first intensity with the values of the second intensity.

В отличие от известных способов, при которых или только проводится трансмиссионная рентгеновская компьютерная томография (ТРКТ), или обнаруживается рентгеновская флуоресценция (флуоресцентная рентгеновская компьютерная томография - ФРКТ), в настоящем изобретении проходящее и испускаемое излучение измеряются одновременно или последовательно и комбинируются друг с другом согласно настоящему изобретению, причем полученные изображения путем соответствующего способа корреляции (соотнесения) накладываются одно на другое. Такой подход позволяет использовать преимущества обеих технологий.In contrast to the known methods in which either only transmission X-ray computed tomography (TRF) is performed or X-ray fluorescence (fluorescence X-ray computed tomography - CT) is detected, in the present invention the transmitted and emitted radiation are measured simultaneously or sequentially and combined with each other according to the present invention, and the resulting image through the appropriate method of correlation (correlation) are superimposed on one another. This approach allows you to take advantage of both technologies.

Преимуществом трансмиссионной рентгеновской томографии является высокое временное и пространственное разрешение, что позволяет обнаружить даже мельчайшие патологические изменения или другие детали в исследуемом человеческом организме. Однако полученный контраст зачастую не достаточен, чтобы наглядно представить эти детали. Это прежде всего относится к исследованию мягких тканей. Кроме того, исследование определенных участков тела методом ТРКТ затруднено костным скелетом.The advantage of transmission X-ray tomography is its high temporal and spatial resolution, which makes it possible to detect even the smallest pathological changes or other details in the studied human body. However, the contrast obtained is often not sufficient to visualize these details. This primarily refers to the study of soft tissues. In addition, the study of certain parts of the body by TRKT is complicated by the bone skeleton.

С другой стороны, флуоресцентная рентгеновская томография имеет преимущество чрезвычайно контрастного представления, поскольку исключительно определенные химические элементы при их соответствующем возбуждении испускают электромагнитное излучение, поэтому находящиеся в исследуемой зоне элементы могут служить чрезвычайно чувствительными измерительными зондами. Однако метод ФРКТ имеет тот недостаток, что он обеспечивает лишь небольшое пространственное разрешение и не позволяет отобразить мелкие патологические изменения.On the other hand, fluorescence x-ray tomography has the advantage of an extremely contrasting representation, since exceptionally certain chemical elements emit electromagnetic radiation when they are properly excited, therefore the elements located in the studied area can serve as extremely sensitive measuring probes. However, the CTGF method has the disadvantage that it provides only a small spatial resolution and does not allow to display small pathological changes.

Только соотнесение (коррелирование) значений интенсивности проходящего рентгеновского излучения по элементам изобретения (от одного элемента изображения к другому) со значениями интенсивности испускаемого рентгеновского излучения и представление исследуемого объекта на основе сигналов элементов изображения, полученных путем такого соотнесения, позволяет создать контрастное и детальное изображение исследуемой зоны. Правда, часть изображения, обеспечивающая контраст, имеет малое разрешение. Путем соотнесения соответствующих значений друг с другом можно практически полностью устранить этот недостаток, так как необходимая детальная информация определяется значениями интенсивности излучения, измеренного методом ТРКТ.Only correlation of the values of the intensity of the transmitted x-ray radiation according to the elements of the invention (from one image element to another) with the values of the intensity of the emitted x-ray radiation and the representation of the studied object on the basis of the signals of the image elements obtained by such a correlation allows creating a contrasting and detailed image of the studied area . True, the part of the image that provides contrast has a low resolution. By correlating the corresponding values with each other, this drawback can be almost completely eliminated, since the necessary detailed information is determined by the values of the radiation intensity measured by the TRKT method.

Изобретение в особенности предназначено для исследований человека. Его можно использовать для получения радиографических снимков для отображения пространственных требований, сосудов и перфузии, например пищеводо-желудочно-кишечного тракта, для бронхографии, холеграфии, ангио- и кардиоангиографии, для церебральной ангиографии и перфузионных измерений, для маммографии, а также для лимфографии. Основным направлением использования изобретения является компьютерная томография (многосрезовая компьютерная томография - МСКТ, компьютерная микротомография КМКТ) и ее разновидности ПЭТ (позитронно-эмиссионная томография), ОФЭКТ (однофотонная эмиссионная компьютерная томография), сонография и другие методы оптического формирования изображения. В принципе изобретение можно использовать также для исследования неживой материи, например, в области контроля материалов.The invention is particularly intended for human research. It can be used for radiographic imaging to display spatial requirements, blood vessels and perfusion, such as the esophagus, gastrointestinal tract, for bronchography, cholegraphy, angiography and cardioangiography, for cerebral angiography and perfusion measurements, for mammography, as well as for lymphography. The main direction of the use of the invention is computed tomography (multislice computed tomography - MSCT, computed microtomography CMVT) and its varieties PET (positron emission tomography), SPECT (single-photon emission computed tomography), sonography and other methods of optical imaging. In principle, the invention can also be used to study inanimate matter, for example, in the field of material control.

Для проведения исследования проходящее излучение регистрируется посредством первого приемника, находящегося на пути хода лучей рентгеновской трубки, ослабленных исследуемым объектом. Испускаемое излучение измеряется посредством второго приемника, расположенного вне хода лучей, предпочтительно под углом 90° к ходу лучей. Этот второй приемник можно в принципе устанавливать и под любым другим углом к рентгеновскому лучу, например под углом 45° или 135° к лучу источника рентгеновского излучения, однако он не должен находиться на пути луча, проходящего через исследуемый объект. Если рентгеновская трубка находится в положении на 12 часов, то обычные компьютерные томографы оснащаются рядом приемников, установленных в противоположное положение, на 6 часов. Предпочтительнее располагать второй приемник в положении на 3 часа или на 9 часов. Посредством этого второго приемника можно регистрировать как рентгеновскую флуоресценцию, так и рентгеновское рассеяние (рэлеевское, комптоновское рассеяние).To conduct the study, the transmitted radiation is recorded by the first receiver located on the path of the rays of the x-ray tube, weakened by the studied object. The emitted radiation is measured by means of a second receiver located outside the course of the rays, preferably at an angle of 90 ° to the course of the rays. This second receiver can, in principle, be installed at any other angle to the x-ray, for example, at an angle of 45 ° or 135 ° to the beam of the x-ray source, however, it should not be in the path of the beam passing through the object under study. If the x-ray tube is in the 12 o'clock position, then conventional CT scanners are equipped with a number of receivers installed in the opposite position at 6 o’clock. It is preferable to have the second receiver in the 3 o'clock or 9 o'clock position. By means of this second receiver, both x-ray fluorescence and x-ray scattering (Rayleigh, Compton scattering) can be detected.

Для селективной регистрации изображений вторым приемником с использованием испускаемого рентгеновского излучения можно измерять энергию испускаемого рентгеновского излучения с хорошим разрешением. В частности, предпочтительно при наличии заданного излучающего химического элемента в исследуемом объекте отличать (дискриминировать, или выделять) воспринятое вторым приемником рентгеновское излучение, исходящее от рентгеноконтрастного элемента, от другого испускаемого рентгеновского излучения, например рассеянного излучения (комптоновского, рэлеевского излучения) и от флуоресцентного излучения других химических элементов. Это позволяет очень четко представлять определенные зоны исследования с использованием, например, скопления рентгеноконтрастных химических элементов в определенных органах человеческого тела, используя большой контраст между высвеченной излучением ткани и окружающими тканями. Даже обусловленная костным скелетом структура в полученном изображении в этом случае отступает на задний план по сравнению с изображением ткани, так что костный скелет практически не мешает изображению.To selectively register images with a second receiver using the emitted x-ray radiation, the energy of the emitted x-ray radiation can be measured with good resolution. In particular, it is preferable, in the presence of a given radiating chemical element in the object under study, to distinguish (discriminate, or isolate) the X-ray radiation received by the second receiver from the X-ray contrast element, from another emitted X-ray radiation, for example, scattered radiation (Compton, Rayleigh radiation) and fluorescent radiation other chemical elements. This allows you to very clearly represent certain areas of the study using, for example, clusters of radiopaque chemical elements in certain organs of the human body, using a large contrast between the highlighted radiation from the tissue and the surrounding tissues. Even the structure caused by the bone skeleton in the resulting image in this case recedes into the background compared to the image of the tissue, so that the bone skeleton practically does not interfere with the image.

Для обнаружения и определения характеристик испускаемого излучения предпочтительно использовать энергодисперсионный приемник. Однако можно использовать для этого и более простые приемники и определять характеристики излучения посредством рентгенооптических модулей (комбинации фильтров, монохроматоров).To detect and determine the characteristics of the emitted radiation, it is preferable to use an energy dispersive receiver. However, one can use simpler receivers for this and determine radiation characteristics by means of X-ray optical modules (combination of filters, monochromators).

Кроме того, этот принцип таким же образом можно переносить на измерение значений интенсивности проходящего рентгеновского излучения первым приемником. В таком случае достигается селективное изображение зон в исследуемом объекте, в которых скапливаются рентгеноконтрастные химические элементы.In addition, this principle can be applied in the same way to measuring the intensity of transmitted x-ray radiation by the first receiver. In this case, a selective image of the zones in the studied object is achieved in which X-ray contrast chemical elements accumulate.

Таким образом, изобретение также позволяет контрастно отображать мягкие ткани, например, в организме человека. Путем согласования энергии или энергетического интервала зарегистрированного приемниками проходящего и испускаемого рентгеновского излучения с видом рентгеноконтрастного химического элемента можно достигнуть эффективного усиления контраста по сравнению с другими способами.Thus, the invention also allows the contrast to display soft tissue, for example, in the human body. By matching the energy or energy range of the transmitted and emitted x-ray radiation detected by the receivers with the appearance of the radiopaque chemical element, an effective contrast enhancement can be achieved compared to other methods.

Для генерирования рентгеновских лучей можно использовать обычную, предлагаемую на рынке рентгеновскую трубку с непрерывным спектром, например трубку с молибденовым, вольфрамовым или родиевым анодом. В зависимости от вида содержащегося в исследуемом объекте рентгеноконтрастного химического элемента на анод подается напряжение, обеспечивающее непрерывное излучение, например в диапазоне свыше 100 кэВ.To generate x-rays, you can use a conventional, continuous spectrum x-ray tube, such as a molybdenum, tungsten or rhodium anode tube. Depending on the type of the radiopaque chemical element contained in the test object, a voltage is applied to the anode that provides continuous radiation, for example, in the range of over 100 keV.

В принципе источник рентгеновского излучения может работать без исходящего излучения, в результате чего полихроматическое излучение попадает на исследуемый объект во всей области спектра. Однако для снижения лучевой нагрузки на исследуемый объект можно также отфильтровывать такое рентгеновское излучение из спектра полихроматического источника рентгеновских лучей, энергия которого не требуется или не желательна для детектирования. Для этого используется, например, алюминиевый или медный фильтр, который отфильтровывает энергию в диапазоне ≤20 кэВ (мягкое излучение). Таким образом, под непрерывным спектром следует понимать рентгеновское излучение в диапазоне ≥0 кэВ, предпочтительнее ≥15 кэВ, еще предпочтительнее ≥17 кэВ и особенно предпочтительно ≥20 кэВ, например до 100 кэВ, причем никакой спектральный диапазон в этих пределах не выделяется относительно других и не исключается. Верхний предел спектра излучения определяется напряжением, приложенным к рентгеновскому аноду.In principle, an X-ray source can operate without outgoing radiation, as a result of which polychromatic radiation enters the object under study in the entire spectrum. However, to reduce the radiation load on the object under study, it is also possible to filter out such x-ray radiation from the spectrum of a polychromatic source of x-rays, the energy of which is not required or is not desirable for detection. To do this, for example, an aluminum or copper filter is used, which filters out energy in the range of ≤20 keV (soft radiation). Thus, the continuous spectrum should be understood as x-ray radiation in the range of ≥0 keV, more preferably ≥15 keV, even more preferably ≥17 keV and particularly preferably ≥20 keV, for example up to 100 keV, and no spectral range within these limits is distinguished relative to others and not excluded. The upper limit of the emission spectrum is determined by the voltage applied to the x-ray anode.

Низкоэнергетическая область излучения предпочтительно отфильтровывается, чтобы исключить опасную для человеческого организма дозу облучения.The low-energy radiation region is preferably filtered out to exclude a radiation dose that is hazardous to the human body.

Обычно для исследования объекта с полихроматическим рентгеновским излучением используется соответствующий приемник. В качестве варианта можно использовать энергодисперсионный приемник, чтобы определить энергию попадающих на объект фотонов.Usually, an appropriate receiver is used to study an object with polychromatic x-ray radiation. Alternatively, an energy dispersive receiver can be used to determine the energy of the photons incident on the object.

Существуют два принципиально различных варианта исполнения энергодисперсионных приемников и блоков приемников:There are two fundamentally different options for the implementation of energy dispersive receivers and receiver blocks:

а) Описание энергодисперсионных приемников по типу кадмиево-(цинко-)технециевых приемников содержится во вступительной части. Такой серийный ряд приемников позволяет по элементам изображения измерять рентгеновские спектры рентгеновского излучения.a) A description of energy dispersive receivers according to the type of cadmium (zinc) technetium receivers is contained in the introductory part. Such a series of receivers makes it possible to measure x-ray spectra of x-ray radiation from image elements.

б) Используются простые рентгеновские приемники. Перед приемником устанавливается дискриминатор, который в простейшем случае представляет собой соответствующую комбинацию фильтров. Однако для энергетической селекции можно использовать также монохроматоры, настраиваемые, например, на рентгеновскую флуоресценцию введенного в организм рентгеноконтрастного вещества.b) Simple x-ray receivers are used. A discriminator is installed in front of the receiver, which in the simplest case is an appropriate combination of filters. However, for energy selection, monochromators can also be used, tuned, for example, to X-ray fluorescence of a radiopaque substance introduced into the body.

в) Вместе с тем, технически вполне возможно настраивать приемник непосредственно на рентгеноконтрастное вещество. Так, можно использовать гаделиново-(цинко-)технециевые или диспрозиево-(цинко-)технециевые приемники.c) However, it is technically quite possible to tune the receiver directly to a radiopaque substance. So, you can use the gadelin (zinc) technetium or dysprosium (zinc) technetium receivers.

Во всех случаях приемник по возможности располагается таким образом, чтобы измерять минимум комптоновского рассеяния.In all cases, the receiver, if possible, is positioned so as to measure the minimum of Compton scattering.

Для определения значений интенсивности, а также энергии испускаемого исследуемым объектом рентгеновского излучения обнаруженные фотоны подразделяются по меньшей мере на два различных энергетических диапазона, содержащих, например, линии испускания Кα и Кβ. Для повышения специфичности элементов в некоторых случаях можно ввести поправку на комптоновское рассеяние. Однако, как показывают приведенные ниже примеры, это не всегда требуется.In order to determine the intensity values, as well as the energy of the x-ray radiation emitted by the object under study, the detected photons are divided into at least two different energy ranges, containing, for example, the emission lines K α and K β . To increase the specificity of elements, in some cases, a correction for Compton scattering can be introduced. However, as the examples below show, this is not always required.

Если отказаться от присущего рентгеновским снимкам контраста, можно для осуществления предлагаемого в изобретении способа ввести в исследуемый объект, например организм человека, рентгеноконтрастное вещество. Рентгеноконтрастное вещество можно вводить, например, энтерально или парентерально, прежде всего в виде внутривенной, внутримышечной или подкожной инъекции или вливания. После этого делается рентгеновский снимок. Пригодны такие рентгеноконтрастные вещества, которые в выбранной области спектра сами по себе имеют высокий коэффициент ослабления. Рентгеноконтрастные вещества, поглощающий элемент которых имеет К-край спектра поглощения в выбранном спектральном диапазоне, также вполне пригодны. Такие рентгеноконтрастные вещества содержат рентгеноконтрастные химические элементы с порядковым числом 35 или больше 35 (при этом речь идет, например, о содержащих бром рентгеноконтрастных веществах), с порядковым числом 47 или больше 47 (при этом речь идет, например, о содержащих йод рентгеноконтрастных веществах), с порядковым числом 57 или больше 57 (при этом речь идет, например, о рентгеноконтрастных веществах, содержащих лантаниды, прежде всего о рентгеноконтрастных веществах, содержащих гадолиний), или с порядковым числом 83 (здесь речь идет о рентгеноконтрастных веществах, содержащих висмут). Поэтому используются рентгеноконтрастные вещества, содержащие рентгеноконтрастные химические элементы с порядковыми числами от 35 (бром) до 83 (висмут). Пригодны также рентгеноконтрастные вещества с рентгеноконтрастными химическими элементами, имеющими порядковые числа от 53 (йод) до 83 (висмут), а также с порядковым числом от 57 или больше 57 (лантаниды) до 83 (висмут), а особенно предпочтительны вещества с рентгеноконтрастными химическими элементами, имеющими порядковые числа 57-70 (лантаниды: La, Се, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb).If you abandon the inherent x-ray contrast, it is possible to implement the proposed in the invention method to introduce into the object under study, for example, the human body, a radiopaque substance. The radiopaque substance can be administered, for example, enterally or parenterally, especially in the form of an intravenous, intramuscular or subcutaneous injection or infusion. After that, an x-ray is taken. Suitable radiopaque substances that in a selected region of the spectrum themselves have a high attenuation coefficient. X-ray contrast substances, the absorbing element of which has the K-edge of the absorption spectrum in the selected spectral range, are also quite suitable. Such radiopaque substances contain radiopaque chemical elements with an ordinal number of 35 or greater than 35 (in this case, for example, radiopaque substances containing bromine), with an ordinal number of 47 or greater 47 (for example, radiopaque substances containing iodine) , with an ordinal number of 57 or greater than 57 (in this case, for example, radiopaque substances containing lanthanides, primarily radiopaque substances containing gadolinium), or with an ordinal number of 83 (here tons of radiopaque substance containing bismuth). Therefore, radiopaque substances containing radiopaque chemical elements with ordinal numbers from 35 (bromine) to 83 (bismuth) are used. Also suitable are radiopaque substances with radiopaque chemical elements having ordinal numbers from 53 (iodine) to 83 (bismuth), as well as with an ordinal number of 57 or more 57 (lanthanides) to 83 (bismuth), and substances with radiopaque chemical elements are especially preferred. having ordinal numbers 57-70 (lanthanides: La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb).

Пригодными содержащими йод рентгеноконтрастными веществами являются, например, соединения, содержащие трийодные ароматические углеводороды, прежде всего амидотризоат, йогексол, йопамидол, йопановая кислота, йопадиновая кислота, йопромид, йопроновая кислота, йопидон, йоталаминовая кислота, йопентол, йоверсол, йоксаглат, йотролан, йодиксанол, йотроксиновая кислота, йоксаглиновая кислота, йокситаламиновая кислотна и йосименол (INN). Фирменными наименованиями для рентгеноконтрастных веществ, содержащих йод, являются Urografin® (ф. Шеринг), Gastrografin® (ф. Шеринг), Biliscopin® (ф. Шеринг), Ultravist® (ф. Шеринг) и Isovist® (ф. Шеринг).Suitable iodine-containing radiopaque substances are, for example, compounds containing triiodic aromatic hydrocarbons, in particular amidotrizoate, iohexol, iopamidol, iopanoic acid, iopadic acid, iopromide, ioproic acid, iopidone, iotalamic acid, iopentol, yoversolan, yo-yolansol, yo-yolansol, yo-yolansol, yo-yolansol, yo-yolansol, yo-yolansol yotroksinic acid, yoksglinovy acid, yoksitalaminovy acid and yosimenol (INN). Brand names for radiopaque substances containing iodine are Urografin® (F. Schering), Gastrografin® (F. Schering), Biliscopin® (F. Schering), Ultravist® (F. Schering) and Isovist® (F. Schering).

В качестве рентгеноконтрастных веществ используются также металлокомплексные соединения, например Gd-DTPA (Magnevist® (ф. Шеринг)), Gd-DOTA (Gadoterate, Dotarem), Gd-HP-DO3A (Gadoteridol, Prohance® (ф. Бракко)), Gd-EOB-DTPA (Gadoxrtat, Primavist), Gd-BOPTA (Gadobenat, MultiHance), Gd-DTPA-BMA (Gadodiamide, Omniscan® (ф. Амершам Хелс)), Dy-DTPA-BMA, Gd-DTPA-Polylysin, каскадные полимеры Gd-DTPA и др., причем DTPA = диэтилентриаминпентауксусная кислота, DOTA = 1,4,7,10-тетраазациклододекан, HP-DO3A = 10-(гидроксипропил)-1,4,7,10-тетраазациклодекан-1,4,7-триуксусная кислота), EOB-DTPA = 3,6,9-триаза-3,6,9-трис(карбоксилметил)-4-(4-этоксибензил)ундекандикрабоновая кислота, ВОРТА = (4-карбокси-5,8,11-трис(карбоксиметил)-1-фенил-2-окса-5,8,11-триазатридекан-130-оис, беник-оксид), DTPA-BMA = диэтилентриаминпентаацетат-бис(метиламид), DTPA-полилизин = даэтилентриаминпентаацетат-полилизин, каскадные полимеры DTPA.Metal complex compounds are also used as radiopaque substances, for example, Gd-DTPA (Magnevist® (F. Schering)), Gd-DOTA (Gadoterate, Dotarem), Gd-HP-DO3A (Gadoteridol, Prohance® (F. Bracco)), Gd -EOB-DTPA (Gadoxrtat, Primavist), Gd-BOPTA (Gadobenat, MultiHance), Gd-DTPA-BMA (Gadodiamide, Omniscan® (F. Amersham Health)), Dy-DTPA-BMA, Gd-DTPA-Polylysin, cascade polymers Gd-DTPA and others, with DTPA = diethylene triamine pentaacetic acid, DOTA = 1,4,7,10-tetraazacyclododecane, HP-DO3A = 10- (hydroxypropyl) -1,4,7,10-tetraazacyclodecane-1,4, 7-triacetic acid), EOB-DTPA = 3,6,9-triase-3,6,9-tris (carboxylmethyl) -4- (4-ethoxybenzyl) undecandicrabonic acid, BORTA = (4-carboxy-5,8,11-tris (carboxymethyl) -1-phenyl-2-oxa-5,8,11-triazatridecan-130-ois, benik oxide), DTPA-BMA = diethylene triamine pentaacetate bis (methylamide ), DTPA-polylysine = daethylenetriaminepentaacetate-polylysine, cascaded DTPA polymers.

Рентгеноконтрастные вещества могут применяться энтерально или парентерально. При парентеральном применении предпочтение отдается внутривенному введению (i.v.). Предпочтительными дозировками для содержащих йод неионных рентгеноконтрастных веществ являются дозы до 0,75 г/кг веса тела. Это соответствует примерно 6 ммоль/кг веса тела. В дальнейшем дозу можно предпочтительно увеличивать до 1,5 г/кг веса тела (что соответствует примерно 12 ммоль/кг веса тела), а в исключительных случаях - до 2 г (т.е. 16 ммоль) или до 5 г (39 ммоль) на 1 кг веса тела. Для лантанидных комплексных соединений предпочтительная доза составляет 0,1 ммоль/кг веса тела. Целесообразны и также предпочтительны дозы до 0,3 ммоль/кг веса тела или до 1 ммоль/кг веса тела.X-ray contrast agents can be administered enterally or parenterally. In parenteral administration, intravenous administration (i.v.) is preferred. Preferred dosages for iodine-containing non-ionic radiopaque substances are doses up to 0.75 g / kg body weight. This corresponds to approximately 6 mmol / kg body weight. In the future, the dose can preferably be increased to 1.5 g / kg body weight (which corresponds to about 12 mmol / kg body weight), and in exceptional cases, up to 2 g (i.e. 16 mmol) or up to 5 g (39 mmol ) per 1 kg of body weight. For lanthanide complex compounds, the preferred dose is 0.1 mmol / kg body weight. Dosages of up to 0.3 mmol / kg body weight or up to 1 mmol / kg body weight are suitable and also preferred.

Спектральные линии испускания гадолиния соответствуют 43,0 и 48,7 кэВ, т.е. эти значения выше, чем для йода, для которого они составляют 28,6 и 32,3 кэВ. Комплексные соединения металлов могут вместо атомов гадолиния включать в себя, например, также все другие лантаниды, прежде всего лантан или иттербий.The gadolinium emission spectral lines correspond to 43.0 and 48.7 keV, i.e. these values are higher than for iodine, for which they are 28.6 and 32.3 keV. Complex compounds of metals may, instead of gadolinium atoms, include, for example, all other lanthanides, especially lanthanum or ytterbium.

Цифровые приемники уже в течение некоторого времени выпускаются различными изготовителями (например: The BBI Newsletter, февраль 1999, с.34; H.G.Chotas, J.T.Dobbins, C.E.Ravin “Principles of Digital Radiography with Large-Area, Electronically Readable Detectors: A Review of the Basics”, Radiol, 210 (1999) 595-599). Зачастую они состоят из аморфного кремния или других полупроводниковых материалов. В предлагаемой в изобретении рентгеновской установке используются, прежде всего, следующие приемники: приемники с фосфорными пластинками (например, ф. Fuji Chemical, Konica), с аморфным кремнием (например, ф. GE Medical, Philips Medical, Siemens Medical), с селеном (например, ф. Philips Medical, Toshiba), с гипосульфитом гадолиния (например, ф. Kodak), с полупроводниковыми элементами из теллурида кадмия (СТ) или теллурида кадмия-цинка CZT), с оксиортосиликатом иттрия, оксиортосиликатом лютеция, йодидом натрия или германатом висмута. Особенно хорошие результаты достигаются с так называемыми С(Z)Т-приемниками, т.е. с приемниками, выполненными из полупроводникового материала теллурида кадмия - (C(Z)T).Digital receivers have been available for some time by various manufacturers (e.g.: The BBI Newsletter, February 1999, p. 34; HGChotas, JTDobbins, CERavin “Principles of Digital Radiography with Large-Area, Electronically Readable Detectors: A Review of the Basics, Radiol 210 (1999) 595-599). Often they consist of amorphous silicon or other semiconductor materials. The following detectors are used primarily in the X-ray unit according to the invention: receivers with phosphor plates (e.g. f. Fuji Chemical, Konica), with amorphous silicon (e.g., f. GE Medical, Philips Medical, Siemens Medical), with selenium ( e.g. Philips Medical, Toshiba), with gadolinium hyposulfite (e.g. Kodak), semiconductor elements made of cadmium telluride (CT) or cadmium zinc telluride CZT), with yttrium oxyorthosilicate, lutetium oxyorthosilicate, sodium or germanium . Especially good results are achieved with the so-called C (Z) T receivers, i.e. with receivers made of semiconductor cadmium telluride material - (C (Z) T).

Подробное описание конструкции энергодисперсионного приемника из полупроводникового материала приведено в патенте US 5434417 А. В этом случае предусмотрены сегментированные полупроводниковые ленты, облучаемые рентгеновскими лучами с торцовой стороны. Излучение проходит в полупроводниковый материал и начинает взаимодействовать с полупроводниковым материалом. Глубина проникновения зависит от энергии рентгеновских фотонов. При большей энергии рентгеновских фотонов излучение проникает глубже, чем при меньшей энергии рентгеновских фотонов, пока не начнет взаимодействовать с материалом приемника и под действием фотоэлектрического эффекта генерировать импульс тока. Импульсы тока в отдельных сегментах приемника могут сниматься с установленных там электрических контактов. Импульсы тока обрабатываются в предварительном усилителе.A detailed description of the design of the energy dispersive receiver of semiconductor material is given in US Pat. No. 5,434,417 A. In this case, segmented semiconductor tapes are provided that are irradiated with X-rays from the front side. The radiation passes into the semiconductor material and begins to interact with the semiconductor material. The penetration depth depends on the energy of x-ray photons. With a greater energy of X-ray photons, radiation penetrates deeper than with a lower energy of X-ray photons, until it begins to interact with the receiver material and generate a current pulse under the action of the photoelectric effect. Current pulses in individual segments of the receiver can be removed from the electrical contacts installed there. Current pulses are processed in a preamplifier.

Приемник, во-первых, может быть выполнен плоскостного типа. В этом варианте исполнения все элементы изображения регистрируются одновременно и направляются для анализа в блок корреляции. В этом случае приемник представляет собой плоскую схему из отдельных детекторных чувствительных элементов (датчиков) предпочтительно в виде матрицы, в которой детекторные чувствительные элементы расположены в строках и столбцах.The receiver, firstly, can be made planar type. In this embodiment, all image elements are recorded simultaneously and sent for analysis to the correlation unit. In this case, the receiver is a flat circuit of individual detector sensitive elements (sensors), preferably in the form of a matrix in which the detector sensitive elements are arranged in rows and columns.

Во-вторых, может быть предусмотрен блок приемников, который служит для определения испускаемого рентгеновского излучения и выполнен с возможностью формирования изображения в испускаемых лучах, а для этого выполнен с рентгенооптическим модулем для энергетической селекции.Secondly, a receiver unit may be provided, which serves to determine the emitted x-ray radiation and is configured to form an image in the emitted rays, and for this is made with an x-ray optical module for energy selection.

Вместо плоскостного приемника могут использоваться также строчные приемники или матрица из нескольких приемников для съемки отдельного элемента изображения. В таких приемниках рентгеновское излучение от исследуемого объекта одновременно направляется по рентгеновским световодам. Множество таких световодов объединяется в планарный приемник.Instead of a planar receiver, line receivers or an array of several receivers can also be used to capture a single image element. In such receivers, x-ray radiation from the object under study is simultaneously directed along the x-ray fibers. Many of these optical fibers are combined into a planar receiver.

Помимо этого, приемник может быть выполнен с возможностью регистрации одного отдельного элемента изображения и установлен с возможностью перемещения для регистрации всех элементов изображения. В этом варианте приемник при измерении может регистрировать только энергозависимые интенсивности в отдельном элементе изображения. Значения интенсивности отдельных элементов изображения регистрируются последовательно, например построчно, и для дальнейшей обработки направляются в блок корреляции.In addition, the receiver may be configured to register one individual image element and mounted to move to register all image elements. In this embodiment, the receiver during measurement can only register volatile intensities in a single image element. The intensity values of individual image elements are recorded sequentially, for example line by line, and for further processing are sent to the correlation block.

Кроме того, приемник может содержать матрицу детекторных чувствительных элементов содержит матрицу детекторных чувствительных элементов, каждый из которых выполнен с возможностью регистрации соответствующего элемента изображения, установленную с возможностью перемещения для регистрации всех элементов изображения. Под матрицей детекторных чувствительных элементов согласно настоящему изобретению понимается как строка детекторных чувствительных элементов, так и другая схема детекторных чувствительных элементов, например табличная. В этом варианте исполнения приемник регистрирует значения интенсивности в отдельных элементах изображения построчно или в некоторых случаях поблочно. Для регистрации всех значений интенсивности приемник во время измерения перемещается предпочтительно перпендикулярно к главной оси матрицы. Определенные при измерении значения интенсивности передаются для обработки в блок корреляции.In addition, the receiver may contain a matrix of detector sensitive elements; it contains a matrix of detector sensitive elements, each of which is configured to register a corresponding image element, which is set to move to register all image elements. An array of detector sensors according to the present invention is understood to mean both a row of detector sensors and another circuit of detector sensors, for example a tabular one. In this embodiment, the receiver registers the intensity values in individual image elements line by line or in some cases block by block. In order to record all intensity values, the receiver during measurement preferably moves perpendicular to the main axis of the matrix. The intensity values determined during the measurement are transferred for processing to the correlation unit.

Для формирования изображения, например распределения рентгеноконтрастных химических элементов в исследуемом объекте, целесообразно регистрировать интенсивности излучения, испускаемого соответствующими пространственными элементами с одинаковой значимостью. Далее для этой цели целесообразно также воздействовать на пространственные элементы излучением одинаковой интенсивности от рентгеновского источника. Однако на практике оказывается, что эти посылки существуют лишь условно, так как, с одной стороны, падающее рентгеновское излучение в исследуемом объекте в различной степени ослабляется поглощением в зависимости от пути, пройденного лучами до приемника, а, с другой стороны, излучение, испускаемое пространственными элементами в исследуемом объекте в зависимости от того, какой путь лучи в исследуемом объекте еще должны пройти до приемника, в различной степени ослабляется собственным поглощением.To form an image, for example, the distribution of radiopaque chemical elements in the studied object, it is advisable to register the intensity of the radiation emitted by the corresponding spatial elements with the same significance. Further, for this purpose, it is also advisable to act on spatial elements by radiation of the same intensity from an x-ray source. However, in practice, it turns out that these premises exist only conditionally, since, on the one hand, the incident x-ray radiation in the object under study is attenuated to varying degrees by absorption, depending on the path traveled by the rays to the receiver, and, on the other hand, the radiation emitted by the spatial elements in the studied object, depending on which path the rays in the studied object still have to go to the receiver, is weakened to various degrees by its own absorption.

Эта проблема присуща всем эмиссионно-спектроскопическим методам. Для того чтобы решить эту проблему, значения второй интенсивности сначала корректируют с учетом поглощения падающего рентгеновского излучения и/или собственного поглощения испускаемого рентгеновского излучения в исследуемом объекте, и только после этой корректировки выполняется осуществляемое по элементам изображения соотнесение значений первой и второй интенсивности. Такую коррекцию можно выполнить с помощью цифровых методов с учетом геометрической формы исследуемого объекта и по меньшей мере приближенно пространственно зависимой плотности рентгеновского излучения. Для определения пространственно зависимой плотности рентгеновского излучения можно использовать изображения, полученные по значениям первой интенсивности. Для определения пространственно зависимого поглощения и собственного поглощения можно в первом приближении брать за основу полученную путем измерения пространственно зависимую плотность рентгеновского излучения, так как коэффициенты поглощения проходящего и испускаемого рентгеновского излучения идентичны.This problem is inherent in all emission spectroscopic methods. In order to solve this problem, the values of the second intensity are first corrected taking into account the absorption of the incident X-ray radiation and / or the intrinsic absorption of the emitted X-ray radiation in the object under study, and only after this correction is the correlation of the values of the first and second intensity carried out by the image elements. Such correction can be performed using digital methods, taking into account the geometric shape of the object under study and at least approximately spatially dependent density of x-ray radiation. To determine the spatially dependent density of x-rays, images obtained from the values of the first intensity can be used. To determine the spatially dependent absorption and intrinsic absorption, we can take as a first approximation the spatial dependence of the x-ray density obtained by measuring, as the absorption coefficients of the transmitted and emitted x-rays are identical.

Далее с учетом собственного поглощения испускаемого излучения может оказаться целесообразным изменение положения и угла установки второго приемника относительно исследуемой зоны во время измерения, например по дуговой траектории, чтобы компенсировать структурные неоднородности в исследуемом объекте, которые в зависимости от угла и места наблюдения могут оказывать различное поглощающее действие. Изображения в этом случае можно было бы получить после коррекции путем усреднения.Further, taking into account the intrinsic absorption of the emitted radiation, it may be appropriate to change the position and installation angle of the second receiver relative to the studied area during the measurement, for example along an arc trajectory, in order to compensate for structural inhomogeneities in the studied object, which, depending on the angle and location of the observation, can have different absorbing effects . Images in this case could be obtained after correction by averaging.

Обработанный в предварительном усилителе сигнал затем направляется по меньшей мере в один блок корреляции, в котором интенсивность проходящего рентгеновского излучения от элемента изображения исследуемого объекта соотносится с картиной испускаемого рентгеновского излучения (рентгеновского рассеяния и рентгеновской флуоресценции) от того же элемента изображения. Блоком корреляции может служить устройство обработки данных, запрограммированное соответствующим образом.The signal processed in the pre-amplifier is then sent to at least one correlation block, in which the intensity of the transmitted x-ray from the image element of the object under study is related to the picture of the emitted x-ray radiation (x-ray scattering and x-ray fluorescence) from the same image element. The correlation unit may be a data processing device programmed accordingly.

Для соотнесения значений интенсивности фотонов обеих модальностей (изображение в проходящих (трансмиссионное) и испускаемых (эмиссионное) лучах) они поэлементно сравниваются друг с другом, предпочтительно вычитаются одно из другого или делятся одно на другое. Для установления корреляции от элемента к элементу изображения можно в одном случае использовать компаратор, а в другом случае - делительное звено. Разумеется, для соотнесения значений интенсивности проходящего и испускаемого рентгеновского излучения от элемента изображения можно выполнять и другие математические операции.To correlate the values of the photon intensities of both modalities (the image in transmitted (transmission) and emitted (emission) rays) they are compared element by element, preferably they are subtracted from one another or divided into one another. To establish a correlation from an element to an image element, one can use a comparator, and in the other case, a dividing link. Of course, other mathematical operations can be performed to correlate the intensities of the transmitted and emitted X-ray radiation from the image element.

Для обработки измеренных значений интенсивности элемента изображения предпочтительно предусматриваются следующие устройства, которые могут быть реализованы в устройстве обработки данных:To process the measured values of the intensity of the image element, preferably the following devices are provided that can be implemented in a data processing device:

г1) первое запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения, по элементам изображения, значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения,g1) a first storage device configured to store, according to image elements, the values of the first intensity of the passing x-ray radiation,

г2) второе запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения, по элементам изображения, вторых значений интенсивности испускаемого рентгеновского излучения (например, с элементами I, Gd, Yb),g2) a second storage device configured to store, according to the image elements, the second intensity values of the emitted x-ray radiation (for example, with elements I, Gd, Yb),

г3) вычислительное устройство, выполненное с возможностью соответствующего соотнесения обоих сформированных наборов данных изображений и, таким образом, позволяющее на основе данных из набора данных, полученных в проходящих лучах, и данных, полученных на основе испускаемого рентгеновского излучения, предпочтительно рентгеновской флуоресценции, сформировать или вычислить набор данных изображения.d3) a computing device configured to appropriately correlate both generated sets of image data and, thus, based on data from a set of data obtained in transmitted rays and data obtained on the basis of emitted x-ray radiation, preferably x-ray fluorescence, to generate or calculate image data set.

Это позволяет соотносить значения интенсивности всех элементов изображения для проходящего и испускаемого излучений, причем картина испускания по характеристическим спектральным линиям испускания настраивается на используемое рентгеноконтрастное вещество. Если используется смесь рентгеноконтрастных веществ (например, Ultravist® и Gadovist®) или вещества, содержащие как йод, так и какой-либо лантанид (прежде всего Gd или DY), то можно привлекать соответствующие характеристические спектральные линии испускания для формирования изображения в испускаемых лучах, причем измеренные наборы данных затем по элементам изображения соотносят друг с другом и используются для формирования изображения или в качестве альтернативы по элементам изображения соотносят соответствующие значения интенсивности и полученные данные затем используют для формирования изображения. Для этого полученные данные поэлементно передают на устройство вывода, которое содержит, например, монитор (на электронно-лучевой трубке или жидких кристаллах) или графопостроитель.This makes it possible to correlate the intensities of all image elements for transmitted and emitted radiation, and the emission pattern along the characteristic spectral lines of emission is tuned to the used radiopaque substance. If you use a mixture of radiopaque substances (for example, Ultravist® and Gadovist®) or substances containing both iodine and any lanthanide (primarily Gd or DY), then you can use the appropriate characteristic spectral lines of emission to form an image in the emitted rays, moreover, the measured data sets are then correlated by image elements with each other and used to form an image or, alternatively, the corresponding intensity values are correlated by image elements and obtained nnye data is then used for image formation. For this, the obtained data is transmitted element by element to an output device, which contains, for example, a monitor (on a cathode ray tube or liquid crystals) or a plotter.

Изобретение более подробно поясняется приведенными ниже фигурами и примерами. Чтобы получить непосредственное представление о принципе действия изобретения, было решено во всех случаях отказаться от коррекции измеренных рентгеновских спектров в соответствии с поглощением возбуждающего луча и собственным поглощением.The invention is explained in more detail by the following figures and examples. In order to get a direct idea of the principle of operation of the invention, it was decided in all cases to refuse to correct the measured X-ray spectra in accordance with the absorption of the exciting beam and intrinsic absorption.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На чертежах показано:The drawings show:

на фиг.1 - вид экспериментального устройства в компьютерном томографе,figure 1 - view of the experimental device in a computed tomograph,

на фиг.2 - схема устройства для получения изображений или экспериментального устройства,figure 2 - diagram of a device for obtaining images or an experimental device,

на фиг.3 - схема экспериментального устройства для генерирования первых фантомных измерений,figure 3 is a diagram of an experimental device for generating the first phantom measurements,

на фиг.4 - спектры излучения фантома из фиг.3, заполненного водой (фиг.4а), препаратами Ultravist® (фиг.4б), Gadovist® (фиг.4в),figure 4 - radiation spectra of the phantom of figure 3, filled with water (figa), preparations Ultravist® (fig.4b), Gadovist® (fig.4c),

на фиг.5 - спектры излучения фантома из фиг.3, заполненного водой (фиг.5а), препаратами Ultravist® (фиг.5б), Gadovist® (фиг.5в), причем в каждом случае между приемником и фантомом устанавливалась полиметилметакрилатная плита толщиной 5 см,in Fig.5 - emission spectra of the phantom of Fig.3 filled with water (Fig.5a), Ultravist® preparations (Fig.5b), Gadovist® (Fig.5c), and in each case a polymethylmethacrylate plate was installed between the receiver and the phantom 5 cm

на фиг.6 - интенсивность излучения в зависимости от положения / смещения фантома из фиг.3 в выбранных энергетических зонах (в соответствии с линиями Кα и Кβ)(йод: фиг.6а, гадолиний: фиг.6б, смесь йода и гадолиния: фиг.6в),Fig.6 - radiation intensity depending on the position / displacement of the phantom from Fig.3 in the selected energy zones (in accordance with the lines K α and K β ) (iodine: Fig.6a, gadolinium: Fig.6b, a mixture of iodine and gadolinium : figv),

на фиг.7 - виды в разрезе компьютерной томографии (трансмиссионные изображения) фантома, заполненного Gd, смесью йод/Gd, йодом, воздухом и водой.7 is a sectional view of computed tomography (transmission image) of a phantom filled with Gd, a mixture of iodine / Gd, iodine, air and water.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

На фиг.1 представлена фотография экспериментального устройства в компьютерном томографе с резиновым шаром 1, закрепленным на штативе 2. Резиновый шар располагается в центре компьютерного томографа. В различных опытах резиновый шар заполоняли воздухом, водой, а также различными рентгеноконтрастными веществами. Шар находился между трубкой компьютерного томографа (над резиновым шаром; на фигуре не показана) и строчным приемником (под столом, расположенным под резиновым шаром; на фигуре не показан).Figure 1 shows a photograph of an experimental device in a computer tomograph with a rubber ball 1 mounted on a tripod 2. The rubber ball is located in the center of the computer tomograph. In various experiments, a rubber ball was filled with air, water, and various radiopaque substances. The ball was between the tube of a computer tomograph (above the rubber ball; not shown in the figure) and the horizontal receiver (under the table located under the rubber ball; not shown in the figure).

Под углом 90° к линии, соединяющей трубку компьютерного томографа, резиновый шар и приемник, устанавливалась измерительная камера 3 для определения рентгеновской флуоресценции. Это экспериментальное устройство моделировало заполненную рентгеноконтрастным веществом ткань, опухоль или другой фрагмент исследуемого в компьютерном томографе объекта. Для этого объект послойно сканировали, одновременно измеряя спектры рассеяния.At an angle of 90 ° to the line connecting the computed tomography tube, the rubber ball, and the receiver, a measuring chamber 3 was installed to determine X-ray fluorescence. This experimental device simulated tissue, a tumor, or another fragment of an object examined in a computer tomograph filled with X-ray contrast material. For this, the object was scanned in layers, while measuring the scattering spectra.

Использовавшееся для этого опыта экспериментальное устройство в деталях показано на фиг.2. На представленной там схеме можно видеть шар 1, который как фантом находился в изоцентре стойки 4. Трубка 5 компьютерного томографа располагалась в положении 12 часов и была закреплена в этом положении. Измерительная камера 3, состоящая из приемника 6 и свинцовой трубки 7, была выверена под углом 90° к коническому рентгеновскому лучу, исходящему из трубки компьютерного томографа и направленному на фантом (шар) (в направлении z; см. стрелку).The experimental device used for this experiment is shown in detail in FIG. 2. In the diagram presented there, you can see the ball 1, which, as a phantom, was in the isocenter of the rack 4. The tube 5 of the CT scan was located at 12 o’clock and was fixed in this position. The measuring chamber 3, consisting of a receiver 6 and a lead tube 7, was calibrated at an angle of 90 ° to the conical x-ray coming from the tube of a computer tomograph and aimed at the phantom (ball) (in the z direction; see arrow).

Для обнаружения рентгеновского излучения использовался приемник CZT 6 с кристаллом теллурида кадмия-цинка размером 3 мм × 3 мм × 2 мм и диафрагмами 100/400 мкм (ф. Амптек Инк., США). Зарегистрированные флуоресцентным приемником данные передавались от приемника через усилитель 8 в многоканальный анализатор 9, а затем выводились в графическую таблицу Excel® (Microsoft), хранящуюся в памяти персонального компьютера 10. Таким образом, интенсивности сигналов SI=SI(E) можно было обрабатывать в цифровой форме как функцию энергии Е.To detect X-ray radiation, a CZT 6 detector was used with a cadmium-zinc telluride crystal 3 mm × 3 mm × 2 mm in size and 100/400 μm diaphragms (Amptek Inc., USA). The data recorded by the fluorescent receiver was transmitted from the receiver through an amplifier 8 to a multi-channel analyzer 9, and then output to an Excel® graphic table (Microsoft) stored in the memory of personal computer 10. Thus, the signal intensities SI = SI (E) could be processed digitally form as a function of energy E.

На фиг.3 представлена схема экспериментального устройства для генерирования первых фантомных измерений. Часть измерительной камеры 3 для измерения флуоресценции изображена в левой части фигуры, а в середине показан шар 1. Отдельные плоскости сечения, расположенные вертикально на фиг.3, из которых флуоресцентное излучение попадает в измерительную камеру, генерировались падающим сверху веерообразным рентгеновским лучом. Пунктирными линиями отмечены положения трубки компьютерного томографа над вырезом изображения. Горизонтальная шкала показывает смещение веерообразного луча и, следовательно, соответствующую плоскость сечения (возбужденный слой) в шаре.Figure 3 presents a diagram of an experimental device for generating the first phantom measurements. A part of the measuring chamber 3 for measuring fluorescence is shown on the left side of the figure, and a ball 1 is shown in the middle. Individual sectional planes located vertically in FIG. 3, of which fluorescence radiation enters the measuring chamber, were generated by a fan-shaped x-ray incident from above. Dotted lines indicate the position of the computer tomograph tube above the cutout of the image. The horizontal scale shows the displacement of the fan-shaped beam and, consequently, the corresponding section plane (excited layer) in the ball.

“Нулевое измерение” производилось на уровне +45 мм, т.е. за пределами возбуждающего луча.“Zero measurement” was carried out at a level of +45 mm, i.e. outside the exciting beam.

После каждой съемки спектра измерительное устройство перемещалось на 10 мм дальше в матрицу (в направлении z), и регистрировался новый спектр. Так послойно возникали различные спектры в зависимости от положения шара в луче или в соответствии с геометрией шара.After each recording of the spectrum, the measuring device moved 10 mm further into the matrix (in the z direction), and a new spectrum was recorded. Thus, different spectra arose in layers depending on the position of the ball in the beam or in accordance with the geometry of the ball.

Таким образом, измерительное устройство позволяло измерять рентгеновскую флуоресценцию в зависимости от топографии фантома, причем при z=-60 мм просвечивался слой, наиболее близкий к приемнику, а при z=0 - слой, наиболее удаленный от приемника (следовательно, при z=-60 мм собственное поглощение излучения минимально, а при z=0 максимально; благодаря сферической геометрии эффект поглощения заметен также в проходящем луче при повышенных концентрациях рентгеноконтрастного вещества).Thus, the measuring device made it possible to measure X-ray fluorescence depending on the phantom topography, and at z = -60 mm the layer closest to the receiver was revealed, and at z = 0 the layer farthest from the receiver (therefore, at z = -60 mm intrinsic absorption of radiation is minimal, and at z = 0 it is maximum; due to the spherical geometry, the absorption effect is also noticeable in the transmitted beam at elevated concentrations of radiopaque material).

Пример 1Example 1

При первом измерении шар заполнялся водой, и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара на пути луча согласно фиг.3 производилось измерение излучения (параметры: приемник XR-100.CZT (диафрагма 0,1 мм), расстояние от шара до приемника: 18,0 см, расстояние от шара до трубки рентгеновского томографа: 32,0 см).In the first measurement, the ball was filled with water, and at 80 kV, 50 mA for 80 s in each position of the ball in the path of the beam according to Fig. 3, radiation was measured (parameters: XR-100.CZT receiver (diaphragm 0.1 mm), distance from the ball to the receiver: 18.0 cm, the distance from the ball to the tube of the x-ray tomograph: 32.0 cm).

На фиг.4а показаны спектры рассеяния воды в фантоме для различных положений.Figure 4a shows the scattering spectra of water in a phantom for various positions.

При втором измерении шар заполнялся раствором 50 ммоль/л йода в воде (Ultravist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения (параметры: приемник XR-100.CZT (диафрагма 0,1 мм)).In the second measurement, the ball was filled with a solution of 50 mmol / l iodine in water (Ultravist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, radiation was measured at each position of the ball (parameters: XR-100.CZT receiver (0.1 mm diaphragm )).

Полученные спектры излучения в различных положениях представлены на фиг.4б). Линии Кα и Кβ йода (28,6 и 32,3 кэВ) отчетливо видны на фигуре. Графическое изображение показывает зависимость измеренной интенсивности рентгеновской флуоресценции от геометрии фантома. Чем больше была толщина просвечиваемого слоя фантома, тем выше была измеренная интенсивность.The obtained emission spectra in various positions are presented in fig.4b). The lines of K α and K β iodine (28.6 and 32.3 keV) are clearly visible in the figure. The graphic image shows the dependence of the measured X-ray fluorescence intensity on the phantom geometry. The greater the thickness of the translucent phantom layer, the higher the measured intensity.

При третьем измерении шар заполнялся раствором 50 ммоль/л гадолиния в воде (Gadovist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения (параметры: приемник XR-100.CZT (диафрагма 0,1 мм)).In the third measurement, the ball was filled with a solution of 50 mmol / L gadolinium in water (Gadovist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, radiation was measured at each ball position (parameters: XR-100.CZT receiver (0.1 mm diaphragm )).

Полученные спектры излучения в различных положениях представлены на фиг.4в. Линии Кα и Кβ гадолиния (43,0 и 48,7 кэВ) отчетливо видны на фигуре. Обнаружилось, что интенсивность измеренного излучения особенно в зоне К-линий зависит от геометрии шара в поле лучей.The obtained emission spectra in various positions are presented in figv. The lines K α and K β gadolinium (43.0 and 48.7 keV) are clearly visible in the figure. It was found that the intensity of the measured radiation, especially in the zone of K-lines, depends on the geometry of the ball in the field of rays.

Пример 2Example 2

При отдельных измерениях в этом эксперименте между приемником и фантомом устанавливалась полиметилметакрилатовая плита толщиной 5 см, чтобы моделировать собственное поглощение флуоресцентного рентгеновского излучения окружающими тканями.For individual measurements in this experiment, a 5-cm-thick polymethylmethacrylate plate was installed between the receiver and the phantom to simulate the intrinsic absorption of fluorescence X-ray radiation from surrounding tissues.

На фиг.5а представлены спектры рассеяния воды в фантоме для различных положений.Fig. 5a shows the scattering spectra of water in a phantom for various positions.

При втором измерении шар заполнялся раствором 50 ммоль/л йода в воде (Ultravist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения (параметры: приемник XR-100.CZT (диафрагма 0,1 мм)).In the second measurement, the ball was filled with a solution of 50 mmol / l iodine in water (Ultravist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, radiation was measured at each ball position (parameters: XR-100.CZT receiver (0.1 mm diaphragm )).

Полученные спектры излучения для различных положений представлены на фиг.5б. Установленная полиметилметакрилатовая плита ослабляла интенсивность флуоресцентного излучения. Подтвердилось, что интенсивность становилась тем меньше, чем больше была толщина плиты. Однако даже при наибольшей толщине слоя шара (в середине) К-линии еще поддавались измерению.The obtained emission spectra for various positions are presented in Fig.5b. The installed polymethylmethacrylate plate attenuated the intensity of fluorescence radiation. It was confirmed that the intensity became less, the greater the thickness of the plate. However, even with the largest layer thickness of the ball (in the middle), the K-lines were still measurable.

При третьем измерении шар заполнялся раствором 50 ммоль/л гадолиния в воде (Gadovist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения (параметры: приемник XR-100.CZT (диафрагма 0,1 мм)).In the third measurement, the ball was filled with a solution of 50 mmol / L gadolinium in water (Gadovist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, radiation was measured at each ball position (parameters: XR-100.CZT receiver (0.1 mm diaphragm )).

Полученные спектры излучения для различных положений представлены на фиг.5в. Здесь флуоресцентное излучение также ослаблялось установленной полиметилметакрилатовой плитой. Поскольку линии Кα и Кβ гадолиния имеют значение соответственно 43,0 и 48,7 кэВ, при наличии полиметилметакрилатовой плиты обнаруживалось значительно более интенсивное флуоресцентное излучение, чем в предыдущем случае йодной эмиссии. Так что и в этом случае даже при наибольшей толщине слоя шара (в середине) К-линии еще можно было измерить.The obtained emission spectra for various positions are presented in figv. Here, fluorescent radiation was also attenuated by the installed polymethyl methacrylate plate. Since the line K α and K β gadolinium matter, respectively 43.0 and 48.7 keV, in the presence polimetilmetakrilatovoy plate revealed significantly more intense fluorescence emission than in the previous case, the emission of iodine. So in this case, even with the largest thickness of the ball layer (in the middle), the K-line could still be measured.

Пример 3Example 3

В другом эксперименте определялись и регистрировались значения интенсивности флуоресценции в зависимости от положения шара относительно рентгеновского луча.In another experiment, fluorescence intensities were determined and recorded depending on the position of the ball relative to the x-ray.

При первом измерении шар заполнялся раствором 50 ммоль/л йода в воде (Ultravist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения.In the first measurement, the ball was filled with a solution of 50 mmol / l iodine in water (Ultravist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, radiation was measured in each position of the ball.

На фиг.6а показана зависимость интенсивности флуоресцентного излучения от положения / смещения фантома в выбранных энергетических диапазонах, соответствующих линии Кα йода при 28,6 кэВ и линии Кβ йода при 32,3 кэВ. На этой фигуре можно видеть профиль интенсивности излучения, обусловленный формой шара.On figa shows the dependence of the intensity of the fluorescent radiation on the position / displacement of the phantom in the selected energy ranges corresponding to the line K α iodine at 28.6 keV and the line K β iodine at 32.3 keV. In this figure, one can see the radiation intensity profile due to the shape of the ball.

Пои втором измерении шар заполнялся раствором 50 ммоль/л гадолиния в воде (Gadovist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения для каждого положения.According to the second measurement, the ball was filled with a solution of 50 mmol / L gadolinium in water (Gadovist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, at each position of the ball, radiation was measured for each position.

На фиг.6б показана зависимость интенсивности флуоресцентного излучения от положения / смещения фантома в выбранных энергетических диапазонах, соответствующих линии Кα гадолиния при 43,0 кэВ и линии Кβ гадолина при 48,7 кэВ. На этой фигуре также можно видеть профиль интенсивности излучения, обусловленный формой шара.6B shows the dependence of fluorescence intensity on the position / displacement of the phantom in selected energy ranges corresponding to K α line of gadolinium at 43.0 keV K line β Gadolin at 48.7 keV. In this figure, one can also see the radiation intensity profile due to the shape of the ball.

При втором измерении шар заполнялся раствором 25 ммоль/л йода в воде (Ultravist®) и 25 ммоль/л гадолиния в воде (Gadovist®), и при 80 кВ, 50 мА по 80 с в каждом положении шара производилось измерение излучения.In the second measurement, the ball was filled with a solution of 25 mmol / L of iodine in water (Ultravist®) and 25 mmol / L of gadolinium in water (Gadovist®), and at 80 kV, 50 mA for 80 s, radiation was measured at each ball position.

На фиг.6в показана зависимость интенсивности флуоресцентного излучения от положения/смещения фантома в выбранных энергетических диапазонах, соответствующих линии Кα йода при 28,7 кэВ, линии Кβ йода при 32,3 кэВ, линии Кα гадолиния при 43,0 кэВ и линии Кβ гадолиния при 48,7 кэВ. Как видно из фиг.6в, профиль шара при непосредственном нанесении интенсивности сигнала как функции положения воспроизводится неудовлетворительно. Это объясняется поглощением на стороне возбуждения и собственным поглощением на стороне излучения, которые искажают изображение. Малые концентрации рентгеноконтрастного вещества и поправки на поглощение первичного луча и на собственное поглощение рентгеновской флуоресценции ведут к одномерному воспроизведению изображения шара.Fig. 6c shows the dependence of the fluorescence intensity on the position / displacement of the phantom in the selected energy ranges corresponding to the K α line of iodine at 28.7 keV, the K β line of iodine at 32.3 keV, the K α line of gadolinium at 43.0 keV and line K β gadolinium at 48.7 keV. As can be seen from figv, the profile of the ball when directly applying the signal intensity as a function of position is reproduced unsatisfactorily. This is due to absorption on the side of excitation and intrinsic absorption on the side of radiation, which distort the image. Low concentrations of the radiopaque substance and corrections for the absorption of the primary ray and for the intrinsic absorption of the X-ray fluorescence lead to one-dimensional reproduction of the image of the ball.

Пример 4Example 4

На фиг.7 показаны зарегистрированные компьютерным томографом виды в разрезе к предыдущим примерам рентгеновской флуоресценции. Слева сверху направо вниз представлены изображения для шара, заполненного гадолинием, смесью гадолиния и йода, йодом, чистой водой и воздухом. Шар, заполненный воздухом, очевидно, дает наименьшее ослабление рентгеновского излучения, далее следует шар, заполненный водой. При использовании шара, заполненного раствором 50 ммоль/л рентгеноконтрастного элемента, ослабление рентгеновского излучения более ярко выражено, чем при заполнении водой, количественный анализ возможен путем определения единиц Хоунсфилда (HU), но лишь привлечение изображений рентгеновской флуоресценции позволяет судить о заполнении шара теми или иными химическими элементами.Fig. 7 shows sectional views of a previous X-ray fluorescence examples recorded by a computer tomograph. From left to right, images are shown for a ball filled with gadolinium, a mixture of gadolinium and iodine, iodine, clean water and air. A ball filled with air obviously gives the least attenuation of x-rays, followed by a ball filled with water. When using a ball filled with a solution of a 50 mmol / L X-ray contrast element, the attenuation of X-rays is more pronounced than when filled with water, quantitative analysis is possible by determining Hounsfield units (HU), but only using X-ray fluorescence images allows us to judge the filling of the ball with one or another chemical elements.

Claims (22)

1. Рентгеновская установка для формирования изображения исследуемого объекта, содержащего по меньшей мере один рентгеноконтрастный химический элемент, посредством рентгеновского излучения, проходящего через исследуемый объект и флуоресцентного рентгеновского излучения, испускаемого указанным объектом, содержащая:
а) по меньшей мере один рентгеновский источник, испускающий по существу полихроматическое рентгеновское излучение,
б) первый приемник или первый блок приемников, выполненный с возможностью определения значений первой интенсивности проходящего через исследуемый объект рентгеновского излучения,
в) второй приемник или второй блок приемников, выполненный с возможностью определения значений второй интенсивности испускаемого исследуемым объектом флуоресцентного рентгеновского излучения,
г) по меньшей мере один блок корреляции, выполненный с возможностью соотнесения по элементам изображения значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения со значениями второй интенсивности испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения, а также
д) по меньшей мере одно устройство вывода для отображения исследуемого объекта на основе сигналов элементов изображения, получаемых путем соотнесения значений первой интенсивности со значениями второй интенсивности.
1. An x-ray apparatus for forming an image of a test object containing at least one radiopaque chemical element by means of x-ray radiation passing through the test object and fluorescent x-ray radiation emitted by said object, comprising:
a) at least one x-ray source emitting essentially polychromatic x-ray radiation,
b) the first receiver or the first block of receivers, configured to determine the values of the first intensity of the x-ray radiation passing through the studied object,
C) a second receiver or a second block of receivers, configured to determine the values of the second intensity of the fluorescence x-ray emitted by the investigated object,
d) at least one correlation unit, configured to correlate the image intensities of the first intensity of the transmitted x-ray radiation with the values of the second intensity of the emitted fluorescence x-ray, and
d) at least one output device for displaying the object under study based on the signals of the image elements obtained by correlating the values of the first intensity with the values of the second intensity.
2. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что блок корреляции включает в себя следующие устройства:
г1) первое запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения по элементам изображения значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения,
г2) второе запоминающее устройство, выполненное с возможностью сохранения по элементам изображения вторых значений интенсивности испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения,
г3) вычислительное устройство, выполненное с возможностью соотнесения по элементам изображения значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения со значениями второй интенсивности испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения.
2. X-ray installation according to claim 1, characterized in that the correlation unit includes the following devices:
g1) a first storage device configured to store values of the first intensity of the passing x-ray radiation over the image elements,
g2) a second storage device configured to store the second intensity values of the emitted fluorescence x-ray radiation according to image elements,
g3) a computing device configured to correlate the elements of the image values of the first intensity of the transmitted x-ray radiation with the values of the second intensity of the emitted fluorescence x-ray.
3. Рентгеновская установка по одному из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что второй приемник или второй блок приемников выполнен с возможностью определения вторых значений интенсивности с разрешением в зависимости от энергии испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения.3. X-ray installation according to one of the preceding paragraphs, characterized in that the second receiver or the second block of receivers is configured to determine the second intensity values with a resolution depending on the energy of the emitted fluorescent x-ray radiation. 4. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что второй приемник или второй блок приемников позволяет отличать флуоресцентное рентгеновское излучение, испускаемое содержащимся в исследуемом объекте рентгеноконтрастным химическим элементом, от другого испускаемого рентгеновского излучения по его энергии.4. The x-ray apparatus according to claim 1, characterized in that the second receiver or the second block of receivers makes it possible to distinguish the fluorescent x-ray radiation emitted by the x-ray contrast chemical element contained in the test object from another emitted x-ray radiation by its energy. 5. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что соотнесение первых и вторых значений интенсивности по элементам изображения осуществляется после предварительной коррекции с учетом поглощения падающего рентгеновского излучения и/или собственного поглощения испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения в исследуемом объекте.5. The x-ray apparatus according to claim 1, characterized in that the correlation of the first and second intensity values for the image elements is carried out after preliminary correction, taking into account the absorption of the incident x-ray radiation and / or the intrinsic absorption of the emitted fluorescence x-ray in the test object. 6. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что первый и/или второй приемник представляет собой приемник в виде плоской матрицы.6. X-ray installation according to claim 1, characterized in that the first and / or second receiver is a receiver in the form of a flat matrix. 7. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что первый и/или второй приемник выполнен с возможностью регистрации одного отдельного элемента изображения и установлен с возможностью перемещения для регистрации всех элементов изображения.7. X-ray installation according to claim 1, characterized in that the first and / or second receiver is configured to register one individual image element and is mounted with the ability to move to register all image elements. 8. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что для определения испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения предусмотрен второй блок приемников, выполненный с рентгенооптическим модулем для энергетической селекции.8. The x-ray installation according to claim 1, characterized in that for determining the emitted fluorescent x-ray radiation, a second receiver unit is provided, made with an x-ray optical module for energy selection. 9. Рентгеновская установка по п.1, отличающаяся тем, что первый и/или второй приемник содержит матрицу детекторных чувствительных элементов, каждый из которых выполнен с возможностью регистрации соответствующего элемента изображения, установленную с возможностью перемещения для регистрации всех элементов изображения.9. The x-ray apparatus according to claim 1, characterized in that the first and / or second receiver comprises a matrix of detector sensitive elements, each of which is configured to register a corresponding image element, mounted to move to register all image elements. 10. Применение рентгеновской установки по одному из пп.1-9 для формирования изображения исследуемого объекта, содержащего по меньшей мере один рентгеноконтрастный химический элемент, посредством рентгеновского излучения, проходящего через исследуемый объект, и флуоресцентного рентгеновского излучения, испускаемого указанным объектом.10. The use of an x-ray apparatus according to one of claims 1 to 9 for forming an image of an object under study containing at least one radiopaque chemical element by means of x-ray radiation passing through the object to be studied and fluorescence x-ray radiation emitted by said object. 11. Применение по п.10, отличающееся тем, что выполняют следующие операции:
а) просвечивание исследуемого объекта по существу полихроматическим рентгеновским излучением,
б) определение значений первой интенсивности проходящего через исследуемый объект рентгеновского излучения,
в) определение значений второй интенсивности испускаемого исследуемым объектом флуоресцентного рентгеновского излучения,
г) выполняемое по элементам изображения соотнесение значений первой интенсивности проходящего рентгеновского излучения со значениями второй интенсивности испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения, а также
д) отображение исследуемого объекта на основе сигналов элементов изображения, полученных путем соотнесения значений первой интенсивности со значениями второй интенсивности.
11. The application of claim 10, characterized in that the following operations are performed:
a) transillumination of the investigated object essentially polychromatic x-ray radiation,
b) determining the values of the first intensity of the x-ray radiation passing through the object under study,
c) determining the values of the second intensity of the fluorescent x-ray radiation emitted by the object under study,
d) correlation of the values of the first intensity of the transmitted x-ray radiation performed on the elements of the image with the values of the second intensity of the emitted fluorescence x-ray radiation, and
d) displaying the object under study based on the signals of the image elements obtained by correlating the values of the first intensity with the values of the second intensity.
12. Применение по п.10, отличающееся тем, что значения второй интенсивности измеряют с разрешением в зависимости от энергии испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения.12. The application of claim 10, characterized in that the values of the second intensity are measured with a resolution depending on the energy of the emitted fluorescent x-ray radiation. 13. Применение по п.10, отличающееся тем, что флуоресцентное рентгеновское излучение, испускаемое содержащимся в исследуемом объекте рентгеноконтрастным химическим элементом, отличают по его энергии от другого испускаемого рентгеновского излучения.13. The use according to claim 10, characterized in that the fluorescent x-ray radiation emitted by the x-ray contrast chemical element contained in the test object is distinguished by its energy from another emitted x-ray radiation. 14. Применение по п.10, отличающееся тем, что соотнесение первых и вторых значений интенсивности по элементам изображения осуществляют после предварительной коррекции с учетом поглощения падающего рентгеновского излучения и/или собственного поглощения испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения в исследуемом объекте.14. The application of claim 10, characterized in that the correlation of the first and second intensity values for the image elements is carried out after preliminary correction, taking into account the absorption of the incident x-ray radiation and / or the intrinsic absorption of the emitted fluorescent x-ray radiation in the studied object. 15. Применение по п.10, отличающееся тем, что предусмотрены первый и второй приемники либо первый и второй блоки приемников.15. The application of claim 10, characterized in that the first and second receivers are provided, or the first and second blocks of receivers. 16. Применение по п.15, отличающееся тем, что первый и/или второй приемник представляет собой приемник в виде плоской матрицы.16. The application of clause 15, wherein the first and / or second receiver is a plane matrix receiver. 17. Применение по п.15, отличающееся тем, что первый и/или второй приемник выполнен с возможностью регистрации одного отдельного элемента изображения и перемещается для регистрации всех элементов изображения.17. The application of clause 15, wherein the first and / or second receiver is configured to register one single image element and moves to register all image elements. 18. Применение по п.15, отличающееся тем, что первый и/или второй приемник содержит матрицу из детекторных чувствительных элементов, каждый из которых выполнен с возможностью регистрации соответствующего элемента изображения и перемещается для регистрации всех элементов изображения.18. The application of clause 15, wherein the first and / or second receiver contains a matrix of detector sensitive elements, each of which is configured to register the corresponding image element and moves to register all image elements. 19. Применение по п.15, отличающееся тем, что для определения испускаемого флуоресцентного рентгеновского излучения предусмотрен второй блок приемников, выполненный с рентгенооптическим модулем для энергетической селекции.19. The application of clause 15, characterized in that for determining the emitted fluorescent x-ray radiation, a second receiver unit is provided, made with an x-ray optical module for energy selection. 20. Применение по п.10, отличающееся тем, что рентгеноконтрастный химический элемент выбран из группы, включающей бром, йод, лантаниды и висмут.20. The use of claim 10, wherein the radiopaque chemical element is selected from the group consisting of bromine, iodine, lanthanides and bismuth. 21. Применение по п.10, отличающееся тем, что исследуемым объектом является млекопитающее, причем рентгеноконтрастный химический элемент введен в организм млекопитающего.21. The use of claim 10, characterized in that the test object is a mammal, and a radiopaque chemical element is introduced into the body of a mammal. 22. Применение по п.10 для графического или количественного представления исследуемой зоны в исследуемом объекте, содержащем по меньшей мере один рентгеноконтрастный химический элемент. 22. The use of claim 10 for graphical or quantitative representation of the test area in the test object containing at least one radiopaque chemical element.
RU2007148223/14A 2005-06-06 2006-04-20 X-ray installation for formation of image of examined object and its application RU2449729C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005026940.0 2005-06-06
DE102005026940A DE102005026940A1 (en) 2005-06-06 2005-06-06 X-ray arrangement for image presentation of an examination subject and use of the X-ray arrangement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007148223A RU2007148223A (en) 2009-11-27
RU2449729C2 true RU2449729C2 (en) 2012-05-10

Family

ID=36581952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007148223/14A RU2449729C2 (en) 2005-06-06 2006-04-20 X-ray installation for formation of image of examined object and its application

Country Status (12)

Country Link
EP (1) EP1890604A1 (en)
JP (1) JP2008541963A (en)
KR (1) KR20080020616A (en)
CN (2) CN101203179B (en)
AU (1) AU2006254747A1 (en)
BR (1) BRPI0611181A2 (en)
CA (1) CA2610964A1 (en)
DE (1) DE102005026940A1 (en)
IL (1) IL187846A0 (en)
MX (1) MX2007015406A (en)
RU (1) RU2449729C2 (en)
WO (1) WO2006131175A1 (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2597026C1 (en) * 2015-06-22 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for recording radiographic images generated by means of ionizing radiation
RU2603613C1 (en) * 2013-03-15 2016-11-27 Эмтензор Гмбх Wearable/portable unit for electromagnetic tomography
US9675254B2 (en) 2012-11-21 2017-06-13 Emtensor Gmbh Electromagnetic tomography solutions for scanning head
US9724010B2 (en) 2010-07-08 2017-08-08 Emtensor Gmbh Systems and methods of 4D electromagnetic tomographic (EMT) differential (dynamic) fused imaging
US10492700B2 (en) 2013-03-15 2019-12-03 Emtensor Gmbh Methods of assessing the normalcy of biological tissue
US10921361B2 (en) 2015-10-16 2021-02-16 Emtensor Gmbh Electromagnetic interference pattern recognition tomography
US11253164B2 (en) 2016-11-23 2022-02-22 Emtensor Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007018102B4 (en) 2007-04-16 2009-09-03 Bayer Schering Pharma Aktiengesellschaft Device for the radiotherapeutic treatment of tissue by means of an X-ray CT system or a diagnostic or Orthovolt X-ray system
DE102007024158B4 (en) 2007-05-24 2017-09-14 Bayer Intellectual Property Gmbh Selection procedure for two contrast agents for use in a dual-energy CT examination, combination of contrast agents and generation of CT images with a contrast agent combination with different energy spectra
DE102007027460B4 (en) * 2007-06-14 2017-03-23 Siemens Healthcare Gmbh Method for carrying out an imaging measurement with an energy-selective X-ray detector
KR101689867B1 (en) 2010-09-15 2016-12-27 삼성전자주식회사 Method for processing image, image processing apparatus and medical image system for performing the same
US9230311B2 (en) 2011-02-01 2016-01-05 Dexela Limited High dynamic range mammography using a restricted dynamic range full field digital mammogram
RU2465825C1 (en) * 2011-06-17 2012-11-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Ростовский научно-исследовательский онкологический институт" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Diagnostic technique for soft tissue tumours
CN103094030A (en) * 2011-10-28 2013-05-08 和鑫生技开发股份有限公司 Transmission type x-ray tube and reflection type x-ray tube
EP3220827B1 (en) 2014-11-20 2020-01-15 Koninklijke Philips N.V. An x-ray flux reducer for a photon counting detector
WO2019022247A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 富士フイルム株式会社 Radiography imaging system, phantom, and evaluation method
WO2020093233A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. Methods for imaging using x-ray fluorescence
IT201900006616A1 (en) * 2019-05-07 2020-11-07 Angiodroid S R L METHOD FOR IMPROVING RADIOLOGICAL IMAGES IN THE COURSE OF AN ANGIOGRAPHY
DE102019213983A1 (en) * 2019-09-13 2021-03-18 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING AN ACQUISITION PARAMETERS AND / OR FOR PROVIDING A MAINTENANCE RECOMMENDATION FOR A COMPUTER TOMOGRAPHY SYSTEM
CN113759412B (en) * 2020-06-03 2023-08-22 上海联影医疗科技股份有限公司 Method and device for acquiring beam shape and energy detection unit response characteristics
CN111915538B (en) * 2020-08-19 2024-03-19 南京普爱医疗设备股份有限公司 Image enhancement method and system for digital blood vessel subtraction

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887285A (en) * 1986-03-18 1989-12-12 U.S. Philips Corporation Method and device for determining the spatial distribution of chemicals in an object
US6399951B1 (en) * 2000-02-02 2002-06-04 Ut-Battelle, Llc Simultaneous CT and SPECT tomography using CZT detectors
RU2209644C2 (en) * 2000-07-05 2003-08-10 Кумахов Мурадин Абубекирович Roentgen means for detecting location and radiation therapy of malignant neoplasms

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8003354A (en) * 1980-06-09 1982-01-04 Philips Nv RADIATION EXAMINATION DEVICE WITH IMAGE SUBTRACTION.
DE60104199T2 (en) * 2001-04-16 2005-08-04 Muradin Abubekirovich Kumakhov RADIOSCOPY USING K-G (A) GADOLINIUM EMISSION
EP1622649A2 (en) * 2003-05-06 2006-02-08 Philips Intellectual Property & Standards GmbH Apparatus and method for examining an object by means of elastically scattered x-ray radiation and contrast agent
DE10347961A1 (en) * 2003-10-10 2005-06-09 Schering Ag X-ray arrangement and X-ray contrast method for imaging on an examination subject containing at least one X-ray contrast element and use of the X-ray arrangement

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4887285A (en) * 1986-03-18 1989-12-12 U.S. Philips Corporation Method and device for determining the spatial distribution of chemicals in an object
US6399951B1 (en) * 2000-02-02 2002-06-04 Ut-Battelle, Llc Simultaneous CT and SPECT tomography using CZT detectors
RU2209644C2 (en) * 2000-07-05 2003-08-10 Кумахов Мурадин Абубекирович Roentgen means for detecting location and radiation therapy of malignant neoplasms

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Peplow D.E. et al. "Measured Molecular Coherent Scattering Form Factors of Animal. Tissues, Plastics and Human Breast Tissue" Physics in Medicine and Biology, v.43, no.9, 1998, p.2431-2452. Batchelar D.L. et al. "Material-specific analysis using coherent-scatter imaging" Medical Physics, nv.29, no.8, 01.08.2002, p.1651-1660. *

Cited By (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9724010B2 (en) 2010-07-08 2017-08-08 Emtensor Gmbh Systems and methods of 4D electromagnetic tomographic (EMT) differential (dynamic) fused imaging
US11607134B2 (en) 2012-11-21 2023-03-21 Emtensor Gmbh Emergency electromagnetic tomography solutions for scanning head
US9675254B2 (en) 2012-11-21 2017-06-13 Emtensor Gmbh Electromagnetic tomography solutions for scanning head
US9675255B2 (en) 2012-11-21 2017-06-13 Emtensor Gmbh Electromagnetic tomography solutions for scanning head
US10980421B2 (en) 2012-11-21 2021-04-20 Emtensor Gmbh Electromagnetic tomography solutions for scanning head
US9924873B2 (en) 2012-11-21 2018-03-27 Emtensor Gmbh Electromagnetic tomography solutions for scanning head
US11517214B2 (en) 2013-03-15 2022-12-06 Emtensor Gmbh Methods of identifying and locating tissue abnormalities in a biological tissue
US10980435B2 (en) 2013-03-15 2021-04-20 Emtensor Gmbh Methods of identifying and locating tissue abnormalities in a biological tissue
US10492700B2 (en) 2013-03-15 2019-12-03 Emtensor Gmbh Methods of assessing the normalcy of biological tissue
RU2603613C1 (en) * 2013-03-15 2016-11-27 Эмтензор Гмбх Wearable/portable unit for electromagnetic tomography
US11806121B2 (en) 2013-03-15 2023-11-07 Emtensor Gmbh Methods of identifying and locating tissue abnormalities in a biological tissue
RU2597026C1 (en) * 2015-06-22 2016-09-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method for recording radiographic images generated by means of ionizing radiation
US10921361B2 (en) 2015-10-16 2021-02-16 Emtensor Gmbh Electromagnetic interference pattern recognition tomography
US11892491B2 (en) 2015-10-16 2024-02-06 Emtensor Gmbh Electromagnetic interference pattern recognition tomography
US11344216B2 (en) 2016-11-23 2022-05-31 Emtensor Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head
US11253164B2 (en) 2016-11-23 2022-02-22 Emtensor Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head
US11350841B2 (en) 2016-11-23 2022-06-07 Emtensorg Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head
US11883145B2 (en) 2016-11-23 2024-01-30 Emtensor Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head
US11350842B2 (en) 2016-11-23 2022-06-07 Emtensor Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head
US12290347B2 (en) 2016-11-23 2025-05-06 Emtensor Gmbh Use of electromagnetic field for tomographic imaging of head

Also Published As

Publication number Publication date
BRPI0611181A2 (en) 2010-08-24
RU2007148223A (en) 2009-11-27
JP2008541963A (en) 2008-11-27
CN101203179B (en) 2011-12-28
CN102512188A (en) 2012-06-27
EP1890604A1 (en) 2008-02-27
AU2006254747A1 (en) 2006-12-14
MX2007015406A (en) 2008-02-19
KR20080020616A (en) 2008-03-05
WO2006131175A1 (en) 2006-12-14
IL187846A0 (en) 2008-03-20
CA2610964A1 (en) 2006-12-14
DE102005026940A1 (en) 2006-12-14
CN101203179A (en) 2008-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2449729C2 (en) X-ray installation for formation of image of examined object and its application
Skarpathiotakis et al. Development of contrast digital mammography
Huda et al. How do radiographic techniques affect image quality and patient doses in CT?
US7672431B2 (en) X-ray arrangement and x-ray contrast process for imaging an object under examination that contains at least one radiopaque element as well as use of the x-ray arrangement
WO2007136952A2 (en) Contrast-enhanced cone beam x-ray imaging, evaluation, monitoring and treatment delivery
Fajardo et al. Excretory urography using computed radiography.
US20070025514A1 (en) X-ray arrangement for graphic display of an object under examination and use of the x-ray arrangement
Scarfato et al. The revolution of photon-counting CT towards new horizons of diagnostic imaging
Jaffe Medical Imaging: Many different techniques compete for attention, but each has unique strengths and applications
JP2007508040A (en) X-ray apparatus, X-ray contrast method and use of the X-ray apparatus for image formation on at least one subject comprising radiopaque elements
Sisin et al. Comparative evaluation of gold nanoparticles as contrast agent in multimodality diagnostic imaging
JP2007508040A5 (en)
Mohammed et al. Photon-Counting Computed Tomography.
Reilly X‐Ray, CT, and Mammography Technology
Shuaib et al. Examination Two: Questions
Shuaib et al. Examination Four: Questions
Ur Rehman X ray phase and coherent scatter imaging measurements
Shuaib et al. FRCR Physics MCQs in Clinical Radiology
CL Computed Tomography-Basics and its Applications in Dentistry.
Azhari et al. X-Ray Imaging and Computed Tomography
Baldazzi et al. Imaging characterization of an experimental Apparatus for Dual Energy Angiography
Petrovich et al. Introduction to plain film radiography and fluoroscopy
SU950319A1 (en) Method of producing phantom for determining information carrying capability of x-ray techniques
Alghamdi Radiologic image assessment using information loss theory by specially designed low contrast detail phantoms and extending it to CT
Kabashi Assessment of radiation doses to adult patients in computed tomography procedures

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130421