3.13. Устройства преобразования измерительных сигналов, управления и контроля

Эти устройства имеются в любой модели томографа. В общем случае они выполняют следующие функции:

-включение и выключение томографа;

-задание режимов работы рентгеновского генератора, сканирующего устройства, стола пациента, элементов рентгенооптики и других устройств;

-усиление и интегрирование измерительных сигналов от детекторов; логарифмирование и нормирование аналоговых данных по сигналу опорного канала;

-аналого-цифровое преобразование данных;

-формирование позиционных сигналов; синхронизацию работы интеграторов и аналого-цифровых преобразователей (АЦП) по позиционным сигналам; электрическую и функциональную связь через интерфейс с вычислительным комплексом и контрольно-диагностическим пультом;

-формирование имитационных сигналов для проверки функционирования томографа; индикацию основных параметров состояния томографа на пульте;

-питание соответствующими напряжениями электронных измерительных и преобразующих устройств, детекторов с ФЭУ или газовых ионизационных детекторов, силовых цепей исполнительных устройств и двигателей.

Для выполнения всех этих функций предусмотрены соответствующие устройства (рис. 3.19).

Рис. 3.19. Устройства преобразования измерительных сигналов, управления и контроля:

блоки: 1 — интеграторов; 2 — синхронизации; 3 — мультиплексоров; 4 — логарифмирования; 5 — АЦП; 6 — интерфейса; 7 — имитации; 8 — контроля состояния томографа; 9 — питания детекторов; 10 — питания электроники; 11 — связи клавиатуры с ЭВМ; 12 — управления движением; 13 — питания силовых цепей исполнительных устройств: 14 — контрольно-диагностический пульт; импульсы датчиков: А — координат; Б — от отдельных устройств томографа; В — к сканирующей системе и столу пациента

Особенно жесткие требования предъявляются к уровню шума усилителей — интеграторов, поскольку остаточный шум невозможно скомпенсировать далее никакими приемами.

Логарифмирование измерительных сигналов осуществляют в соответствии с теорией для того, чтобы перейти от экспоненциальных зависимостей, связывающих значения интенсивности излучения с коэффициентами ослабления, к линейным.

На практике используют различные способы логарифмирования: аналоговые при помощи логарифмирующих усилителей и цифровые (после АЦП) при помощи комбинаторного логарифматора или спецпроцессора.

Блок мультиплексоров осуществляет коммутацию и временную организацию сигналов от интеграторов. Аналого-цифровой преобразователь трансформирует аналоговые измерительные данные в коды ЭВМ.

На контрольно-диагностическом пульте сосредоточены органы управления системой при проведении исследований, элементы сигнализации о состоянии устройств томографа и индикации основных параметров. В состав пульта входят также полутоновой дисплей для наблюдения синтезированного изображения, малоформатный монитор для его фотографирования, клавиатура для ввода команд и запросов в ЭВМ.

В число органов управления могут входить стартовые ключи, определяющие подготовку системы к работе и ее калибровку; клавиатура предварительных команд рентгенолога, с помощью которых устанавливают условия сканирования; клавиатура исполнительных команд рентгенолога; органы управления формированием изображения.

Рассмотрим теперь основные принципы и особенности томографии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) – сравнительно нового, весьма перспективного, но довольно дорогого (в смысле аппаратной реализации) метода интроскопии. Хотя ЯМР-томография не относится к рентгеновским методам исследования, но в силу большой общности математических методов получения и обработки изображений в томографических методах, считаем уместным рассмотреть эти методы в одной главе.