Тест-объект для рентгенотопометрии

Заявляемое техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к устройствам для определения геометрических параметров внутренних органов исследуемого объекта стереорентгено-грамметрическим методом. Целью настоящей работы является создание тест-объекта универсального типа, что расширяет его эксплуатационные возможности. Указанная цель достигается тем, что в тест-объекте для рентгено-топорметрии, содержащем основание квадратной формы из жесткого рентгенопрозрачного материала, на котором закреплены стойки различной высоты из жесткого рентгенопрозрачного материала, вершины которых маркированы опорными метками, имеющими форму шариков диаметром 0,5-1,0 мм из материала с высоким атомным номером, положение которых известно с точностью не менее 0,5 мм в системе координат тест-объекта, основание имеет матрицу стыковочных отверстий A_ik, где i=1, 2, 3n - номер строки матрицы, a k=1, 2, 3n - номер столбца матрицы, в которые вставляются посредством плотной посадки основания стоек, верхняя часть которых имеет котировочный винт, причем в каждой стойке центр опорной метки находится на оси вращения юстировочного винта.

Заявляемое техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к устройствам для определения геометрических параметров внутренних органов исследуемого объекта стереорентгено-грамметрическим методом.

Известен тест-объект для рентгенограмметрии, содержащий жесткую основу с системой опорных рентгеноконтрастных меток (Патент РФ 2413463 от 10.03.2011 г., МПК А61В 6/02) [1].

Известный тест-объект [1] предназначен для рентгенотопометрии нижних мочевых путей и не может быть использован для исследования органов грудной полости, тазобедренной системы и других органов, что ограничивает его применение.

Наиболее близким по конструкции к заявляемому объекту является тест-объект для рентгенограмметрии, содержащий основание квадратной формы из жесткого рентгенопрозрачного материала (оргстекла), на котором закреплены стойки различной высоты из жесткого рентгенопрозрачного материала (оргстекла), вершины которых маркированы опорными метками, имеющими форму шариков диаметром 0,5-1,0 мм из материала с высоким атомным номером (свинца), положение которых известно с точностью не менее 0,5 мм в системе координат тест-объекта (Черний А. Н. Разработка теории и технологии тестометрической рентгенотопографии.- Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М.1988. - С 211) [2].

Тест-объект [2] был выбран нами в качестве прототипа.

Методика тестометрического метода предусматривает поочередную стереорентгенографию тест-объекта и объекта исследования, например головы пациента, на одном и том же рентгенографическом аппарате в одних и тех же геометрических условиях (фокусное расстояние, базис съемки). После этого на стереокомпараторе воспроизводится совмещенная геометрическая модель тест-объекта и объекта исследования. Далее аналитическим методом с использованием опорных точек тест-объекта определяется положение искомой структуры, например гайморовы пазухи, относительно рентгеноконтрастных меток, нанесенных на кожу пациента. Чем ближе опорные точки тест-объекта будут находиться к исковой структуре, тем точнее результаты измерений.

В известном тест-объекте [2] отсутствует возможность моделирования объекта исследования, поскольку вертикальные стойки с опорными точками жестко соединены своим основанием с основанием тест-объекта. Поэтому для каждого объекта исследования изготавливается индивидуальный тест-объект, что создает определенные неудобства при реализации тестометрического метода стереорентгенограмметрической съемки.

Целью настоящей работы является создание тест-объекта универсального типа, что расширяет его эксплуатационные возможности.

Указанная цель достигается тем, что в тест-объекте для рентгено-топорметрии, содержащем основание квадратной формы из жесткого рентгенопрозрачного материала, на котором закреплены стойки различной высоты из жесткого рентгенопрозрачного материала, вершины которых маркированы опорными метками, имеющими форму шариков диаметром 0,5-1,0 мм из материала с высоким атомным номером, положение которых известно с точностью не менее 0,5 мм в системе координат тест-объекта, основание имеет матрицу стыковочных отверстий A_ik, где i=1, 2, 3n - номер строки матрицы, a k=1, 2, 3n - номер столбца матрицы, в которые вставляются посредством плотной посадки основания стоек, верхняя часть которых имеет котировочный винт, причем в каждой стойке центр опорной метки находится на оси вращения юстировочного винта.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемого тест-объекта неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Далее наше предложение поясняется чертежами и пояснением к ним.

На фиг.1 показано основание тест-объекта, которое имеет вид квадратной матрицы стыковочных отверстий; на фиг.2 - тест-объект (вид сверху), а на фиг.3 - тест-объект в разрезе С - С фиг.2.

Тест-объект для рентгенотопометрии имеет основание 1 квадратной формы из жесткого рентгенопрозрачного материала, например оргстекла. Основание 1 тест-объекта имеет систему сквозных цилиндрических стыковочных отверстий 2 в виде квадратной матрицы А_ik где i=1, 2, 3n - номер строки матрицы, a k=1, 2, 3n - номер столбца матрицы. На фигурах п=7. В отверстия 2 вставлены посредством плотной посадки основания 3 вертикальных стоек 4 цилиндрической формы, изготовленных из рентгенопрозрачного материала, например оргстекла. Верхняя часть каждой стойки 4 имеет котировочный винт 5 с опорной меткой 6, имеющую форму шарика диаметром 0,5-1,0 мм из материала с высоким атомным номером, например свинца. Центр опорной метки 6 находится на оси i вращения котировочного винта 5. На верхней плоскости основания 1 тест-объекта закреплены треугольные метки х, у, маркирующие систему координат тест-объекта.

Тест-объект для рентгенотопометрии используется следующим образом. Вначале производится фотограмметрическое моделирование объекта исследования, например коленного сустава. Для этого вертикальные стойки 4 соответствующей высоты вставляются в отверстия 2 таким образом, чтобы опорные метки 6 равномерно заполнили пространство, занимаемое объектом исследования. Далее на специальной юстировочной плите производится калибровка тест-объекта, в результате которой определяются координаты опорных точек-шариков 6 в системе координат тест объекта с точностью не менее 0,5 мм. Ютировочные винты 5 предназначены для тонкой подгонки высоты стойки 4 к оптимальному значению. После этого тест-объект устанавливается на деке рентгеновского стола и ориентируется по координатным меткам х, у соответствующим образом. Съемка тест-объекта выполняется в режиме стереорентгенографии при тех же геометрических параметрах, что и объекта исследования. Тестовая стереопара используется для строгого определения геометрических параметров съемки (фокусное расстояние, базис съемки, элементы ориентирования снимков). Искомые параметры определяются путем решения обратной фотограмметрической задачи. В дальнейшем эти параметры используются для фотограмметрической обработки стереопары исследуемого объекта.

Кроме решения рентгенотопографических задач предложенный тест-объект может быть использован для контроля стабильности элементов штатива рентгенографического аппарата.

Тест-объект для рентгенотопометрии, содержащий основание квадратной формы из жесткого рентгенопрозрачного материала, на котором закреплены стойки различной высоты из жесткого рентгенопрозрачного материала, вершины которых маркированы опорными метками, имеющими форму шариков диаметром 0,5-1,0 мм из материала с высоким атомным номером, положение которых известно с точностью не менее 0,5 мм в системе координат тест-объекта, отличающийся тем, что его основание имеет матрицу стыковочных отверстий A_ik, где i=1, 2, 3n - номер строки матрицы, a k=1, 2, 3n - номер столбца матрицы, в которые вставляются посредством плотной посадки основания стоек, верхняя часть которых имеет юстировочный винт, причем в каждой стойке центр опорной метки находится на оси вращения юстировочного винта.