Н. г. горбушин и м. л. мирианашвили институт медицинской радиологии амн ссср

2774I9

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Вееа Советских

Социалистических

Реслублик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 22.1т .1968 (№ 1236310/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22Х11.1970. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 9.XI.1970

Кл. 42тпс, 9/00

МПК А 61Ь 6/00

Котлитет ло делатл изобретений и открытий лри Совете Министров

СССР

УДК 681.327.12(088.8) Авторы изобретения

Р. И, Габуния, Н. Г. Горбушин и М. Л. Мирианашвили

Институт медицинской радиологии АМН СССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОСПРИЯТИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Устройство предназначается для распознавания образов, в частности для автоматизации процессов рентгено-радиологической диагностики.

Известны устройства для восприятия изображений, содержащие источник питания, матрицу фотоэлектронных умножителей с нагрузочными резисторами и делителями напряжения и регистрирующее устройство.

Предложенное устройство отличается тем, что к матрице фотоэлектронных умножителей посредством оптического контакта присоединена матрица сцинтилляционных кристаллов, а выход каждого фотоэлектронного умножителя через согласующий каскад и формирователь, выполненный на туннельном диоде, подключен ко входу интегратора.

Для уменьшения влияния работы формирователя на нагрузочный режим фотоэлектронного умножителя в согласующем каскаде узловая точка коллектора и коллекторного резистора входного транзистора соединена с базой компенсирующего транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания, а коллектор соединен одновременно с анодом туннельного диода формирователя через последовательно соединенные конденсатор и резистор и с узловой точкой между эмиттером и эмиттерным резистором входного транзистора посредством компенсирующей цепочки последовательно соединенных резисторов, средняя точка которых через конденсатор одновременно подключена к развязывающему резистору, соединенному с ба5 зой входного транзистора, и к средней точке входного делителя напряжения.

Уменьшение нагрузки на туннельный диод формирователя достигнуто благодаря тому, что анод туннельного диода, через первичную

10 обмотку первого трансформатора соединен с одной из узловых точек делителя напряжеш1я, в котором один из резисторов подключен к нулевой шине, два других последовательно соединенных резистора, подключены к

15 отрицательной шине источника питания, а посредствсм индуктивной связи через вторичную обмотку первого трансформатора — к базе выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, коллектор которого под20 ключен к дискретному входу регистрирующего устройства, а также к отрицательной шине источника питания посредством нагрузочного резистора и первичной обмотки второго трансформатора. При этом вторичная обмотка с

25 одной стороны подключена к положительной шине источника питания, а с другой — через ограничивающий резистор к эмиттеру ключевого транзистора интегратора.

Для получения линейной зависимости на30 пряжения выхода интегратора от числа: пО277419 ступающих импульсов коллектор ключевого транзистора, включенного по схеме с общей базой, одновременно подключен к отрицательной шине источника питания посредством резистора смещения, к эмиттеру выходного повторителя через параллельно соединенную цепочку резистор †конденсат и к базе транзистора первого усилительного каскада, эмиттер которого подключен к нулевой шине, а коллектор одновременно соединен через нагрузочный резистор с отрицательной шиной источника питания и с базой предварительного эмиттерного повторителя. При этом эмиттер подключен через резистор к положительной шине источника питания, а также к базе выходного эмиттерного повторителя. Эмиттер последнего одновременно соединен с положительной шиной через нагрузочный резистор и посредством входного резистора регистрирующего устройства — с подвижным контактом компенсирующего резистора, один из неподвижных контактов которого подключен к нулевой шине, а другой через дополнительный резистор — к положительной шине источника питания.

Перечисленные конструктивные особенности предложенного устройства позволяют получить количественную и качественную информацию о динамических свойствах объектов, находящихся внутри гетерогенной среды, и повысить достоверность результатов рентгенорадиологической диагностики.

На,фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 — принципиальная схема одной из ячеек резисторов.

Устройство выполнено в виде показанного на фиг. 1 поля А, составленного из ячеек рецепторов Б, которые размещены в виде фасеток глаза. Каждая из ячеек рецепторов Б собрана по схеме, приведенной на фиг. 2. Она содержит сцинтилляционный кристалл 1, фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 2, делитель напряжения 8, согласующий каскад 4, формирователь 5, интегратор б и регистрирующее устройство 7.

Сцинтилляционный кристалл 1 и фотоумножитель 2 представляют собой промышленные серийные изделия.

Делитель напряжения 8 в виде последовательно соединенных резисторов подключен с одной стороны к нулевому, а с другой — к высоковольтному отрицательному потенциалу стабилизированного источника питания и к фотокатоду ФЭУ, а каждое промежуточное соединение резисторов подключено к соответствующему диноду ФЭУ. Анод ФЭУ через сопротивление нагрузки Я„подключен к нулевому потенциалу и через конденсатор С, к:базе транзистора Т> согласующего каскада, в который, кроме транзистора Т„входят делитель напряжения на резисторах R> и R c развязывающим резистором Rg, нагрузочные резисторы R4 и Rs и компенсирующая цепочка на транзисторе Т., резисторах Rg и R> и конденсаторе С .. выбирается постоянная времени для форми10 рования необходимой длительности импульса.

Компенсированный сигнал с выхода согласующего каскада 4 через цепочку СзР8 передается на анод туннельного диода Д, формирователя 5. Формирователь содержит, кроме диода Д, резисторы Rg — R> и трансформатор Tpi на ферритовом кольце с двумя обмотками. Первичная обмотка является согласующей индуктивностью, с помощью которой

Вторичная обмотка служит для передачи сформированного импульса на транзистор Т4, в коллектор которого включен нагрузочный резистор Я, и трансформатор Тр, у которого параллельно первичной обмотке подключен диод Д . Вторичная обмотка трансформатора

Тр.,через резистор Я 4 подключена ко входу интегратора б.

Интегратор содержит компенсирующий делитель на резисторах R>4 и R>, транзистор Т4, включенный по схеме с общей базой, в коллектор которого включены резистор Ri<, интегрирующая цепочка РцС4 и транзистор Т,; с нагрузочным резистором R„. Кроме этого, в состав интегратора входят транзистор Т6, нагрузочный резистор R)g и транзистор Т, эмиттер которого соединен с подвижным контактом одного из резисторов компенсирующего делителя R>4, R>s через нагрузочный резистор Rgg и входной резистор Я 4 регистрирующего устройства 7.

Работает предложенное устройство следующим образом.

Поток ионизирующего излучения (например, гамма-лучи), проходя через гетерогенную среду, в которой расположен распознаваемый объект, попадает на сцинтилляционный кристалл 1 каждой ячейки поля А. Поскольку кристалл 1 имеет оптический контакт с фотоэлектронным умножителем 2, свечение, образовавшееся от гамма-кванта, передается на фотокатод. Из последнего вылетают электроны, число которых увеличивается с помощью динодов, и на нагрузочном резисторе R„ооразуется отрицательный импульс напряжения.

Этот импульс через конденсатор С, поступает на базу транзистора Т согласующего каскада.

Основная часть сигнала передается на эмиттерную нагрузку транзистора Т,, а небольшая часть сго усиливается транзистором Т . Усиленный сигнал посредством резисторов R, и компенсируется до уровня входного сигнала и подается на анод туннельного диода

Д,. Последний возбуждается и переходит в неустойчивое состояние с последующим возвращением в устойчивое. Длительность этого процесса, обусловливающая длительность сформированного импульса, зависит от соотношения величин резисторов Rg и Рщ и индуктивности на первичной обмотке Трь Полученный импульс усиливается и передается на интегратор б через вторичную обмотку трансфор м а тор à Тр>, р ези стор Р д и тр а изистор Т4, работающий в ключевом режиме.

277419

После усиления транзистором Т; этот импульс передается на нагрузку Rio через двойной эмиттерный повторитель на транзисторах

Т, и Т: с последующим запоминанием на цепочке RI-,Ñ . В результате этого образуется уровень напряжения, пропорциональный амплитуде импульса, который поступает на входной резистор R>I регистрирующего устройства 7.

Регистрирующее устройство фиксирует как аналоговую величину с выхода интегратора, так и дискретную величину с выхода формирователя.

При регистрации сигнала в виде аналоговой величины иногда мо?кет присутствовать фон, для компенсации которого служит делитель на резисторах RI4 и Л1.-, регулирующий выходной потенциал интегратора.

Полученные на выходе предлагаемого устройства сигналы параллельно записываются в виде аналоговой величины или набора дискретных значений амплитуд, распределенных во времени, отражая тем самым воспринятую картину объекта в динамике.

Предмет изобретения

1, Устройство для восприятия изображений, содержащее источник питания, матрицу фотоэлектрон ных умножителей с нагрузочными резисторами и делителями напряжения и регистрирующее устройство, отличающееся тем, что, с:целью получения количественной и качественной информации о динамических свойствах объектов, находящихся внутри гетерогенной среды, и повышения достоверности результатов рентгено-радиологической диагностики, к матрице фотоэлектронных умножителей посредством оптического контакта присоединена матрица сцинтилляционных кристаллов, а выход каждого фотоэлектронного умножителя через согласующий каскад и формирователь, выполненный на туннельном диоде, подключен ко входу интегратора.

2. Устройство по- п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния работы формирователя на нагрузочный режим фотоэлектронного умножителя, в согласующем каскаде узловая точка коллектора и коллекторного резистора входного транзистора соединена с оазой компенсирующего транзистора, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питан ия, а коллектор соединен одновременно с анодом туннельного диода формирователя через последовательно соединенные конденсатор и резистор и с узловой точкой между эмиттером и эмиттерным резисто5

55 ром входного транзистора посредством компенсирующей цепочки последовательно соединенных резисторов, средняя точка которых через конденсатор одновременно подключена к развязывающему резистору, соединенному с базой входного транзистора, и к средней точке входного делителя напряжения.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения нагрузки н а туннельный диод формирователя, анод туннельного диода через первичную обмотку первого трансформатора соединен с одной из узловых точек делителя напряжения, в котором один из резисторов подключен к нулевой шине, два других последовательно соединенных резистора подключены к отрицательной шине источника питания, а посредством индуктивной связи через вторичную обмотку первого трансформатора — к базе выходного транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером, коллектор которого подключен ко входу регистрирующего устройства, а также к отрицательной шине источника питания посредством нагрузочного резистора и первичной обмотки второго трансформатора, прп этом вторичная обмотка с одной стороны подключена к;положительной шине источника питания, а с другой через ограничивающий резистор — к эмиттеру ключевого транзистора интегратора.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения линейной зависимости напряжения выхода интегратора от числа поступающих импульсов, коллектор ключевого транзистора, включенного по схеме с общей базой, одновременно подключен к отрицательной шпн е источника питания посредством резистора смещения, к эмиттеру выходного повторителя через параллельно соединенную цепочку резистор — конденсатор и к базе транзистора первого усилительного каскада, эмиттер которого подключен к нулевой шине, а коллектор одновременно соединен через нагрузочный резистор с отрицательной шиной источника питания и с базой предварительного эмпттерного повторителя, при этом эмиттер подключев через резистор к поло?кительной 11IIIIIc источника TIIITBHIIII, а так,же 1 базе выходного эмиттерного повторителя, эмиттер последнего одновременно соедин ен с положительной шиной через нагрузочный резистор, и посредством входного резистора регистрирующего устройства — с подвижным контактом компенсирующего резистора, один из неподвижных контактов которого подключев к нулевой шйне, а другой через дополнительный резистор — к положительной шине источника питания.

277419 р!

Фиг. (зедактор В. Полещук

Заказ 30- (6,3 1 ираки 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитсlil по дслаз! и.!обрстени(! и oTI(phlT!Ill прп Совете Министров СССР

Москва, )((-35, Раушскаи паб., д. 4/5

Типоср!!фпи, lip. Сапунов

Составитель Г. Шибанов

Тскрсд Л. Я. Левина

Коррскторь!; А. П. Васильева и В. В. Чаклина