UA123038C2 - Візуалізація гамма-випромінювання - Google Patents

Abstract

Пристрій кодової маски призначений для гамма-променів. Пристрій використовує вкладені маски, причому принаймні одна з яких обертається.

Description

Винахід відноситься до виявлення випромінювання, а більш докладно, пристрою візуалізації стислого зчитування гамма-випромінювання або нейтронів при застосуванні одного детектора та кодових масок.

Візуалізація гамма-випромінювання є важливою здатністю виявлення випромінювання, яка може надавати розташування та ідентичність радіонуклідів, які емітують гамма- випромінювання. Візуалізація гамма-випромінювання може застосовуватись у багатьох варіантах використання, включаючи, але не обмежуючись такими, як: виведення з експлуатації, дезактивація, моніторинг навколишнього середовища (тобто, обстеження об'єктів, гірничодобувні обстеження), медична візуалізація (ОФЕКТ), астрономія та заходи національної безпеки (тобто пошуку незаконних радіологічних та радіоактивних матеріалів).

Традиційні техніки візуалізації гамма-випромінювання покладаються або на фокусування зображення на дуже дорогих масивах детекторів або повільне растрове сканування окремим детектором по площині зображення. Вартість масивів мозаїчних детекторів або низькі швидкості систем растрового скапування часто є неприйнятними. На відміну від оптичних фотонів, які легко фокусуються, висока проникаюча здатність фотонів гамма-випромінювання робить їх фокусування дуже складним. Системи візуалізації гамма-випромінювання, які використовують масиви мозаїчних детекторів, зазвичай використовують один малий отвір, множину малих отворів або плоску оптику з коловими отворами. Ці системи використовуються для формування зображення або кодованого зображення на масиві детекторів. Використання малого отвору та оптики з кодовими отворами десятиліттями застосовувалось в астрономії та медичних використаннях. Поля зору цих типів систем візуалізації приблизно 307-407 у горизонтальному або вертикальному напрямку.

Обертальні модулювальні коліматори (ОМК), вперше представлені Мертцем в 1967, зазвичай використовують дві маски з паралельними прорізами, які проходять по всій довжині маски. Коли маски обертаються, проекція передньої маски виникає на орбіті задньої маски по відношенню до джерела. Обертання масок створює модульований підсумковий шаблон па детекторі, який залежить від кількості джерел, інтенсивності джерела, розташування та розміру.

ОМК має багато недоліків, у тому числі: одиничний ОМК має труднощі з відображенням протяжних джерел, вони мають мале поле зору, при використанні одиночних ОМК не можливо

Зо розрізнити джерела на центральній осі обертання. Це описано у В.К. Коула5п, А Коїаїйіпд

Моашіайоп Ітадег тог Те Огрпап б5ошгсе 5Звагсіп Ргорієт, РНО ТНезів, 2008.

Ракурси, які мають відображатись в багатьох варіантах використання візуалізації гамма- випромінювання, є розсіяними по своїй природі і зазвичай вимагають розпізнавання одного або декількох мозаїчних джерел. Для простого випадку з одним мозаїчним джерелом, яке буде відображене в зображення 16 на 16, і приймаючи фон за нуль, це дасть 1 ненульовий піксель і 255 нульових пікселів. Натомість ніж проводити М (у даному випадку 256) вимірювань, більшість з яких будуть нульовими, інтуїція підказує, що розумнішою стратегією має бути можливість визначити розташування ненульового пікселя при значно меншій кількості ніж М вимірювань. Ця інтуїція нещодавно була доведена за допомогою розробки нової теорії обробки сигналів, відомої як Стисле Зчитування. Стисле Зчитування забезпечує нові способи формування зображень. Підхід Стислого Зчитування може виробляти зображення за частиною вимірювань (у порівнянні до традиційних технік візуалізації) та забезпечує можливість реалізацію низької вартості (один детектор) системи. Однопіксельні системи візуалізації, основані на стислому зчитуванні, нещодавно були розроблені для оптичних, інфрачервоних та ТГц довжин хвиль. Це описано у К.О. Вагапісик єї аі, "Метоа апа Аррагагиз5 Тог Сотргезвіме Ітадіпд Оемісе", патент О5 8199244 В2, 2012.

Наприклад, терагерцова система візуалізації відома тим, що використовує однопіксельний детектор у поєднанні з послідовностями випадкових масок для забезпечення високошвидкісного отримання зображення. УМ.Г. Спап еї аї, А Зіпдіе-Ріхе! Тегапегп Ітадіпд Зувієт Вазей оп

Сотргеззей 5епвзіпо, Аррій РІузіс5 І ецЦег5, МоІ. 93, 2008. Усі ці однопіксельні системи візуалізації використовують деякі види лінз для фокусування зображення, а потім використовують випадкові стискуючі вимірювання для відображення площини зображення.

Однак, має бути можливим виконання стискуючих вимірювань при відображенні площини, замість формування зображення в першу чергу, а тільки після цього виконання вибірки. Ниапд та інші з використанням цього способу описали однопіксельну оптичну систему візуалізації, яка не потребує лінз. Вони використали сукупність отворів для випадкової вибірки явища, що відображається, та з виключенням етапу формування "традиційного" зображення. 5. Ниапд еї а!, Гепвівзз5 Ітадіпуд Бу Сотргеввіме Зепвіпо, 2013.

Представлений винахід долає недоліки попередніх способів візуалізації гамма- бо випромінювання завдяки розробці системи на базі принципів стислого зчитування.

Об'єкти та сутність винаходу

Об'єктом винаходу є забезпечення пристроєм візуалізації гамма-випромінювання, який проводить меншу кількість вимірювань, ніж попередні техніки візуалізації гамма- випромінювання. Зображення явища можуть виконуватися з меншою кількістю вимірювань, ніж кількість пікселів в зображенні.

Іншим об'єктом винаходу є забезпечення пристроєм візуалізації гамма-випромінювання, який має більше поле зору, ніж попередні техніки візуалізації гамма-випромінювання на основі отворів.

Об'єктом винаходу є забезпечення засобом маски, який може випадковим чином обирати зображення явища, стосовно гамма-випромінювання. Ці випадкові проекції зображень явища, можуть застосовуватись для відтворення зображень.

Відповідно, у даному документі представлено пристрій візуалізації, який містить один детектор, оточений однією або декількома масками, що обертаються.

У переважному варіанті реалізації винаходу маски мають циліндричну, напівсферічну форму або є сегментами сфер або сферами.

Короткий опис графічних матеріалів

З метою кращого розуміння винаходу, зроблені посилання на наступні графічні матеріали, у яких:

Фігура 1 є схематичним зображенням одного детектора, маски та та екрану на 270 градусів.

Фігура 2 є схематичним зображенням одного детектора, маски та екрану за Фігурою 1, що ілюструє додатково верхній та нижній екрани.

Фігура З є схематичним зображенням одного детектора та двох вкладених циліндричних масок, що обертаються.

Фігура 4 є схематичним зображенням одного детектора та двох концентричних масок, що ілюструє співвісність та похилість отворів.

Фігура 5 є схематичним зображенням двох концентричних масок, що демонструє рухомі прорізи, діючі як системи отворів.

Фігура 6 є схематичним зображенням маски, що має переміщувані елементи, прикріплені до підкладки.

Зо Фігура 7 є схематичним зображенням одного детектора та двох концентричних напівсферичних масок над загальним планом.

Фігури 8 та 9 є схематичними зображеннями вкладених сферичних масок.

Фігура 10 є блок-схемою, що ілюструє спосіб роботи винаходу.

Фігура 11 є схематичним зображенням кодової маски, яка має роздільні блокувальні елементи для гамма-випромінювання та нейтронів.

Найкращий варіант та інші варіанти реалізації винаходу

Компонування візуалізатора та збір даних

Як проілюстровано на Фігурах 1 та 2, один детектор гамма-випромінювання 10 розташований в центрі маски 11, яка оточує або охоплює детектор 10. Детектор розташовується по центру маски або масок, причому переважно детектор розташовується в центрі або на осі обертання маски 11. Можуть використовуватись циліндрична або сферична маска 11. Хоча може використовуватись не центральне розташування детектора, при цьому його поле зору буде дещо відрізнятися. Може використовуватись більше ніж один детектор 12, 13 ї ці додаткові детектори можуть розташовуватись у різних положеннях. Використання множини детекторів може зменшити час візуалізації.

За необхідністю, циліндричний або інший радіаційні екран 14 може мати дугоподібний отвір 15 для обмеження поля зору до дуги, яка визначається отвором 15. Маска 11 може повертатися на певний кут або обертатися поворотним столом 19 з кроковим двигуном, або приводитись напряму кроковим двигуном 20 або іншим способом, щоб задовольнити вимогам щодо колової маски або оптичного способу, що реалізується. Завдяки використанню крокових двигунів 20, редуктора 21 та керуючого комп'ютера 22, який має, наприклад, можливість відображати або друкувати для створення зображення на основі зібраних та оброблених даних, при цьому збір даних та координоване переміщення/обертання маски можуть бути автоматизовані.

Переміщення маски може бути дискретним покроковим або безперервним переміщенням.

Як проілюстровано на Фігурі 2, у випадку використання циліндричної маски 11, верх ї низ зазвичай потребують покриття екранами 16, 17 таким чином, щоб випромінювання на детектор потрапляло лише через відкриті отвори 18 маски 11, які ніяким іншим чином не екрануються.

Візуалізатор стислого зчитування гамма-випромінювання може використовуватись у поєднанні з будь-яким чутливим датчиком гамма-випромінювання 10, 12, 13. Типові детекторні 60 системи гамма-випромінювання базуються на таких матеріалах, як йодид натрію (Маї), йодид цезію (С5І), германат вісмуту (В5О), телурид кадмію (СатТе), телурид кадмію-цинку (С2Т), германій високої чистоти (НРОСе), йодид стронцію (5гіг) та можуть використовувати СІ.

Спектроскопічні детектори, які визначають енергію кожного фотона, що вимірюється, можуть використовуватись для ідентифікації радіонукліду, що візуалізується. Не спектроскопічні детектори, які тільки реєструють загальні кількості, будуть надавати загальну інформацію щодо гарячих точок випромінювання. Інше обладнання реєстрації випромінювання, таке як вимірювачі величини дози, можуть застосовуватись у якості датчика, і в цьому випадку будуть відображати дозу в полі зору.

Переважний варіант реалізації винаходу використовує спектроскопічний детектор, який вимірює енергію кожного виявленого фотону гамма-випромінювання. Значення відліку фотонів від будь-якої конкретної порції енергії або діапазону порцій енергії можуть використовуватись як дані, що спостерігалися з ряду вимірювань. Реконструкція даних відліку фотонів, що спостерігалися для даних пікових досліджуваних зон (наприклад, лінії 60 кевВг"Ат), буде надавати розташування 2"Ат, за умови, що радіонуклід присутній. Реконструкція даних фотонів, що спостерігаються, для додаткових досліджуваних зон, може надавати розташування додаткових радіонуклідів.

Візуалізатор нейтронів зі стислим зчитуванням може використовуватись у поєднанні з будь- яким чутливим до нейтронів датчиком або датчиками 10, 12, 13.

Датчики подвійної модальності 10, 12, 13 можуть включати, але не обмежуються, СІ МС, і можуть використовуватись для вимірювання модуляції як гамма-випромінювання так і нейтронів.

Слід взяти до уваги, що положення цього винаходу можуть бути застосовані до випромінювання будь-якої довжини хвилі (або будь-якої частки) за умови використання відповідної маски та детектора.

Маска та отвори Маски

Отвори або прорізи шаблону маски переважно розташовуються в рядах та стовпчиках.

Розташування отворів 18 шаблону маски може, наприклад, бути зроблене довільно. Наприклад, в можливій масці отворів 16 на 16 існує 256 пронумерованих отворів. Генератор довільних чисел використовується для довільного вибору 128 номерів отворів між 1 та 256. Далі ці 128

Зо номерів приймаються за відкриті отвори. Ті 128 позицій, що залишилися (від початкових 256 номерів) приймаються за нульові (закриті). Це забезпечує шаблон маски, який на 50 95 відкритий. Дія масок, що обертаються, тобто де стовпці маски повертаються на певний кут або обертаються, довільна вибірка відкритих/закритих отворів може виконуватись переважно для коленого ряду, а не для маски в цілому. Це буде забезпечувати, що кожний ряд маски є на 50 95 (наприклад) відритим і буде запобігати ситуаціям, при яких ряд має занадто багато або занадто мало відкритих отворів, що може впливати на реконструкцію зображення.

Геометрія системи буде визначати просторову роздільну здатність. Розмір отвору має бути переважно рівним або більшим ніж розміри детектора. Наприклад, система може мати отвори 18 з розмірами 0,5 см на 0,5 см і площа поперечного перетину детектора повинна також бути 0,5 см на 0,5 см або меншою. Чим більше детектор віддалений від маски, тим краща просторова роздільна здатність.

Можуть застосовуватись детектори з розмірами, більшими за розміри отворів, однак, у цьому випадку буде збільшуватись перекриття між полями зору сусідніх отворів. Це перекриття (яке є деградацією/розмиттям в просторовій роздільній здатності) може видалятись при деконволюції функції відгуку маски.

Переважною формою поперечного перетину отвори є квадрат. Переважною кількістю отворів є ступінь числа 2 (тобто 64, 128, 256, 512, 1024), хоча це несуттєво. Переважним є мінімальне або взагалі відсутнє розділення між отворами маски.

Товщина маски буде залежати від застосування. Для візуалізації високоенергетичних фотонів (наприклад, 1,3 МеВ фотонів від 99Со) загальна товщина маски у 2 см свинцю буде поглинати приблизно 72 95 1,3 МеВ фотонів.

Матеріали маски виконуються з матеріалу корпуса, який може в достатній мірі модулювати інтенсивність випромінювання, що надходить. Для високоенергетичних гамма-випромінювання матеріали будуть зазвичай з високим атомарним значенням (7) та високою щільністю, які будуть абсорбувати (поглинати) гамма-випромінювання. Типові матеріали можуть включати, але не обмежуватись, такі як вольфрам, свинець, золото, тантал, гафній та їх сплави або композити (тобто створені за допомогою ЗО друку - суміш порошку вольфраму з епоксидною смолою). Для низько енергетичних фотонів гамма-випромінювання, матеріали від низького до середнього значення 7, такі як сталь, є достатніми для модулювання інтенсивності фотонів. В бо переважному варіанті матеріал маски буде поглинати фотони для модулювання інтенсивності фотонів. Інші варіанти реалізації винаходу можуть використовувати інші механізми взаємодії, такі як комптонівське розсіяння, якщо вони демонструють прийнятну модуляцію інтенсивності фотонів.

Для візуалізації випромінювання нейтронів, корпус маски повинен модулювати інтенсивність нейтронів, і тому матеріали маски потребуватимуть великого поперечного перетину взаємодії нейтронів. Матеріали корпусу нейтронної маски можуть включати, але не обмежуватись, такими як: гафній, гадоліній, кадмій, леговані бором матеріали, насичені воднем матеріали та їх комбінації.

Маски можуть конструюватись з матеріалів, які будуть забезпечувати модуляцію гамма- випромінювання і нейтронів. Однокомпонентний матеріал, такий як гафній, може підходити для модуляції інтенсивності гамма-випромінювання та нейтронів. Використання багатокомпонентних матеріалів, наприклад, поєднання вольфраму та кадмію, може підходити для модуляції інтенсивностей гамма-випромінювання та нейтронів. Відкриті отвори, для маски гамма- випромінювання, можуть складатись з деяких насичених воднем матеріалів, які не впливають на модуляцію інтенсивності гамма-випромінювання. Для нейтронної маски ці насичені воднем отвори будуть представлятись як закриті отвори або зони, що модулюють, У більш широкому значенні, ці матеріали маски можуть використовуватись для модулювання інтенсивності будь- якої довжини ЕМ хвилі (тобто оптичної, інфрачервоної, ТГц і т.д.) або будь-якої частки (тобто електронів, протонів і т.д.).

Як проілюстровано на Фігурі 11, кодова маска виконана з можливістю модулювати гамма- випромінювання і нейтрони роздільно, тобто, деякі зони маски використовуються для блокування тільки гамма-випромінювання, а деякі зони маски використовуються тільки для блокування нейтронів. В прикладі Фігури 11, одна з підмножин зон маски (представлена суцільним чорним) виготовлена з матеріалу, що модулює тільки гамма-випромінювання. Інша підмножина зон маски 92 (представлена білим) модулює тільки нейтрони, а не гамма- випромінювання. Маски цього типу можуть виготовлятись у відповідності з будь-якими техніками і матеріалами, формами або конфігураціями, описаними або рекомендованими цим описом винаходу.

Маски можуть бути одинарні або множинні і вкладені, прямокутні, кругові, дугоподібні,

Зо напівсферичні або сферичні. Послідовні вимірювання, необхідні для зчитування кодовою маскою, будуть потребувати нового шаблону маски, що отримується при заміні поточної маски новою або при використанні деякої форми обертання маски або масок. Плоска форма маски буде мати обмежене поле зору, оскільки вона дивиться лише прямо, з кутом поля зору, що визначається геометрією детектора і маски.

Перевагою дугоподібних, циліндричних або сферичних масок є можливість великих полів зору (П3). Сучасні комерційно доступні камери гамма-випромінювання з мозаїічними/кодовими отворами мають горизонтальні та вертикальні ПЗ між приблизно 30" та 40". Варіанти реалізації з вертикальною циліндричною маскою будуть мати горизонтальне ПЗ в 360", варіант реалізації напівсферичної маски буде мати 217 ПЗ, а варіант реалізації сферичної маски буде мати приблизно 4п П3. Інші варіанти реалізації можуть включати, але не обмежуватись, такими як: маски у формі еліпсоїду, конусу, кубоїду або шестикутні маски.

У випадку варіанта реалізації з однією циліндричною маскою, обертання маски на один стовпчик буде встановлювати новий шаблон обзору маски бажаного ПЗ для нового вимірювання. У варіанті реалізації однієї циліндричної маски може застосовуватись радіаційний екран для обмеження ПЗ і збільшення таким чином кількості стовпців для забезпечення більшої кількості вимірювань (див. Фіг. 2). Зворотною стороною варіанту з одинарною циліндричною маскою є те, що більше стовпчиків потрібно для виконання більшої кількості вимірювань, що збільшує діаметр циліндру і фізичні розміри всієї системи.

Як проілюстровано на Фігурі 3, у варіанті використовуються вкладені або "маска в масці" (або варіант подвійних або множини масок), причому кожен корпус маски 35, 36 може рухатись або повертатись комп'ютером 22 незалежно, забезпечуючи значно більшу кількість вимірювань від кількості можливих комбінацій двох шаблонів масок. У переважному варіанті реалізації винаходу варіант подвійної маски буде складатись з циліндру в циліндрі (див. Фіг. 3). Кожна маска обертається незалежно, у спосіб, рекомендований для одинарної маски на Фігурі 2 відносно кута зчитування або кута візуалізації, вздовж якого може бути розташований детектор.

Велика кількість шаблонів маски (і, відповідно, вимірювань) буде дозволяти більш компактній системі (з меншою загальною кількістю стовпчиків в одному циліндрі) візуалізувати ПЗ 360".

Також може бути запропонований подібний аргумент для конструкцій подвійної напівсферичної та сферичної масок. Для варіанту подвійної маски, загальна відкрита частка маски може 60 становити приблизно 50 95, але це буде змінюватись по мірі обертання маски. Одна маска може повертатися на кут обертання повного обороту до того, як інша маска повернеться на окремий стовпчик, таким чином генеруючи кількість віртуальних масок, яка є кількістю стовпчиків в квадраті. В інших варіантах реалізації маски зворотно повернуті на один стовпчик в змінному або не змінному розташуванні. Кожна віртуальна маска використовується для вимірювання випромінювання до того, як генерується наступна маска. Кожна маска має обертатися лише в одному напрямку.

Поперечна форма отворів маски або форма отворів маски, що проектуються, може включати, але не обмежуватись наступним: квадрат, прямокутник, коло, трикутник і шестикутник. Може бути присутнє або відсутнє розділення між отворами маски. В переважному варіанті реалізації винаходу системи з одинарною маскою, форма отворів маски є квадратною.

Як проілюстровано на Фігурі 4, для варіанту реалізації винаходу з подвійною маскою, розміри й орієнтація внутрішньої 30 ї зовнішньої масок 31 можуть відрізнятися, так, що вони скошені 32 (але співпадають по їх краям) для створення такого ж ПЗ для внутрішньої і зовнішньої масок по відношенню до детектора 33. Тривимірні форми цих отворів 34 можуть включати, але не обмежуватись такими, як: трапецоїдальна призма та конус.

Як проілюстровано на Фігурі 5, відкриті отвори можуть бути сформовані крізь перекриття видовжених відкритих структур, в формі спіральних ліній 41 або деякої іншої структури на одній масці і іншої форми, такої як вертикальний проріз 43 на іншій масці. Обертання масок 42, 44 по відношенню одна до одної створює кодовий отвір.

Шаблон маски може бути випадковим, псевдо-випадковим, невипадковим або детермінованим по конструкції. Шаблон маски зазвичай повинен відповідати певним умовам для того, щоб здійснювати стисле зчитування. Представлення шаблону маски в матричній формі буде застосовуватись в процесі реконструкції. В реконструкції застосовується матриця зчитування, яка може бути циркулянтом або матрицею Тепліця, що може забезпечити коротший час підрахунку. В переважному варіанті реалізації винаходу генерується псевдо-випадковий шаблон маски, в якому кожний елемент маски має рівну вірогідність бути або 1 (відкритий - 100 95 проходження) або 0 (заритий - 0 95 проходження). Відсотком проходження для закритого елементу маски має бути деяка величина менша ніж 100 95, наприклад, найкраще 0 95), але проходження в 50 95 все ще буде достатньо для ефективного модулювання інтенсивності для

Зо реконструювання зображення. Відсоток проходження відноситься до підвищеної природи проникнення високоенергетичного гамма-випромінювання. Наприклад, закритий елемент маски, який складається з 10 мм свинцю, може мати 0 96 проходження для 60 кеВ фотонів гамма- випромінювання, але його відсоток проходження може бути приблизно 53 95 для 1332 кеВ фотонів гамма-випромінювання. Тут повинна бути точка, для якої відсотки проходження для відкритого і закритого отворів занадто близькі один до одного для модулювання інтенсивності фотонів, достатнього для реконструкції зображення. У якості прикладу, відсотки проходження в 100 95 ї 90 95, для відкритого і закритого отворів відповідно, можуть бути занадто близькі один до одного для достатньої модуляції інтенсивності фотонів. Можуть існувати більше ніж два рівні проходження в масці для даної енергії, наприклад, три рівні проходження можуть бути 33 95, 66 95 та 100 95. Інші рівні проходження можуть бути 25 9, 50 95, 75 95 та 100 95 або 12 Фр, 4 95 та 10095. В останньому прикладі, близькість двох нижніх станів проходжень буде ефективно спричиняти три рівні проходження бути схожими на два рівні, потенційно забезпечуючи менший час на реконструкцію, вищу якість реконструкції та зменшення вимірювань. Рівні проходження можуть покривати два або більше рівнів між 0 95 та 100 95. Значення матриці зчитування можуть бути величинами ослаблення для конкретних енергій гамма-випромінювання. Різні значення ослаблення і відповідно різні матриці зчитування можуть застосовуватись для реконструкцій на різних енергіях гамма-випромінювання.

Як проілюстровано на Фігурі б, шаблон маски для будь-якої форми маски може генеруватись так, щоб структура маски була самопідтримуючою, Наприклад, шаблони масок з масивом переміщуваних або не закріплених "закритих" елементів 50 закріплені, приклеєні або приєднані до немаскуючої підкладки 51. Таким чином непрозорі для випромінювання елементи 50 маски не потребують прикріплення одне до одного окрім приєднання до підкладки 51.

Альтернативно, шаблони масок без переміщуваних або незакріплених "закритих" елементів 50 можуть вибиратися, що не буде потребувати підкладки 51, але буде потребувати зовнішніх закритих елементів 50 для прикріплення до загальної структури.

Як проілюстровано на Фігурах 7-9, маска або маски можуть бути напівсферичні, сферичні або частинами сфери, такими як ковпак над будь-якою даною січною площиною або, за необхідністю, сегментом між двома площинами. Фігура 7 ілюструє дві вкладені та концентричні маски у формі сферичних ковпаків, внутрішнього ковпака 61 та зовнішнього ковпака 62, причому 60 обидва є напівсферами з обідками (або найнижчими рядами) обох в загальному плані. Одна або обидві маски 61, 62 обертаються в положеннях збору даних, причому стовпчики 63, 64 і ряди обох вирівнюються, або в положенні реєстрації, коли дані зібрані або отримані при зборі або отриманні даних. Обидві мають однакову кількість стовпчиків і рядів. Кожен ряд займає зону сфери між двома паралельними площинами. В одному прикладі, внутрішня напівсферична маска 61 повертається по одному стовпчику в одному напрямку, а зовнішня маска 62 повертається або обертається на кут, що визначається окремим стовпчиком в протилежному напрямку, у відповідності до Фігури 3. Наявність одночасного руху обох масок пропонує більшу варіативність, в якій елементи маски відкриваються або закриваються у порівнянні з однією нерухомою маскою й іншою рухомою маскою. Таке розташування дозволяє одинарному детектору кодової маски візуалізувати увесь простір над площиною, яка включає обіди 65, 66.

Фігури 8 та 9 ілюструють використання двох масок або за необхідністю двох пар вкладених масок 71, 72, які є сферичними та концентричними. Таким чином, увесь простір навколо центрального детектора або детекторів може бути візуалізованим. Кожна сферична маска або пари масок 71, 72 можуть бути сформовані двома напівсферичними масками або парами масок, як проілюстровано на Фігурі 7. Кожна маска при розміщенні буде мати свою власну систему приводу, яка містить вузол поворотного столу або крокового двигуна, що приводяться в дію системним комп'ютером 22 (див. Фігуру 2).

Геометрія конструкції маски

Конструкція маски буде продиктована вимогами застосування візуалізації випромінювання, що розглядається. Геометрія системи буде впливати на продуктивність системи, так само, як і на просторову роздільну здатність, ПЗ та чутливість. Важливі геометричні параметри включають: розміри детектора, відстань від детектора до маски, розміри отворів (тобто товщина, довжина і ширина), відстань від маски до джерела, товщину перегородок, кількість отворів маски та кут, що утворюється між центром детектора та двома сусідніми отворами маски. Наприклад, менший отвір маски буде забезпечувати більш високу просторову роздільну здатність.

Алгоритм реконструкції

Існує велика кількість алгоритмів реконструкції, які використовуються для стислого зчитування. Наприклад, існують способи градієнтів проекцій, способи ітеративних

Зо стиснення/визначення порогу та способи узгодження збігів. Це описано у К.М. УМШей, К.Р.

Магсіа апа 9.М. Міспої5, Сотргеззей Зепвзіпд бог Ргасіїса! Оріїса! Ітадіпд Зузіетв5: а Тшогіаї,

Оріїса! Епдіпеегіпд Мої. 50 (7), ушу 2011. Будь-які з цих способів або деякі інші відповідні способи можуть застосовуватись для реконструкції вимірювань стислих зчитувань. Стисле зчитування, реалізоване АМ5ТО, використовує алгоритм проекції градієнтів для розрідженої реконструкції (ОРЗК). Це описано у ОСгадіепі Рго)есійоп їог 5рагзе Кесопвзігисіоп: Арріїсайноп 10

Сотргевзейд бепвзіпд апа Оїпег Іпуегзе Ргобіет5, бу М.А. Рідиєїтедо, А.О. Момжак, 5.9. УтіЧні, дошитаї ої ЗеІесієйд Торісв іп Зідпа! Ргосезвзіпу, Оесетрег 2007.

Поєднання зображень

Зображення гамма-випромінювання, яке генерується після вимірювань стислого зчитування може накладатися з оптичним зображенням, яке реєструється для такого самого поля зору.

Нейтронне зображення може накладатись на оптичне зображення. Зображення випромінювання поєднані зонтичними зображення будуть допомагати користувачу візуалізувати розташування джерел випромінювання. Зображення випромінювання можуть накладатись з зображеннями будь-яких інших довжин хвиль (тобто інфрачервоних).

Спосіб

Як проілюстровано на Фігурі 10, джерело емітує випромінювання 80. Це випромінювання 80 проходить через маску або маски 81, як було раніше описано. Системний комп'ютер 22 викликає роботу детектора 10 або приймає зчитувані дані від працюючого детектора 82. Далі детектор передає виміряну величину 83 на комп'ютер 22. Комп'ютер зберігає та використовує значення та позиціонування маски або масок для компіляції даних, які будуть реконструйовані в зображення. Далі комп'ютер призводить двигун або двигуни, що керують маскою або масками, обертатися або повертатися в наступне вимірювальне положення. Потім випромінювання проходить через, по суті, нову маску або орієнтування маски 81 при повторенні процесу.

Хоча винахід було описано по відношенню до конкретних прикладів, спеціалістом в даній галузі техніки буде оцінено, що винахід може бути втілений у багатьох інших формах.

Використовувані вданому описі, поки не зазначено інше використання прикметників однини "перший", "другий", "третій", і т.д., для описання загальних об'єктів, радше вказує, що згадуються різні зразки подібних об'єктів, і не мається на увазі, що об'єкти описані таким чином повинні бути в даній послідовності, або в часі, просторово, в рейтингу або якимось іншим чином.

Посилання в даному описі на "один з варіантів реалізації винаходу" або "варіант реалізації винаходу" або "приклад" означає, що конкретна деталь, структура або характеристика, описана у зв'язку з варіантом реалізації, входить принаймні в один варіант реалізації даного винаходу.

Таким чином, поява фраз "в одному з варіантів реалізації винаходу" або "в прикладі" в різних місцях цього опису не обов'язково означає посилання усіх на той самий варіант реалізації винаходу або прикладу, але може бути таким. Крім того, конкретні деталі, структури або характеристики можуть об'єднуватись в будь-який зручний спосіб, як буде зрозуміло спеціалісту в даній галузі техніки з даного опису, в одному або декількох варіантах реалізації винаходу.

Так само слід відмітити, що в приведеному вище описі приведеного для прикладу варіанту реалізації винаходу, різні деталі винаходу інколи об'єднуються разом в одному варіанті реалізації винаходу, Фігурі, або їх описі з метою впорядкування опису та допомоги в розумінні одного або декількох різних аспектів винаходу. Цей спосіб опису, однак, не слід розглядати, як відображення винаходу, який вказує на те, що винахід потребує більше деталей ніж чітко указано в кожному пункті формули винаходу. Скоріше, як відображають наступні пункти формули винаходу, аспекти винаходу знаходяться в меншому ніж усі деталі окремого наведеного вище варіанту реалізації винаходу. Будь-які наступні за детальним описом пункти формули винаходу є таким чином спеціально включені вданий детальний опис, з кожним окремим пунктом формули винаходу у якості окремого варіанту реалізації цього винаходу.

Поки конкретно не вказано інше, що стає очевидним з наступного опису, слід вважати, що протягом обговорень опису використовуються поняття такі як "обробка", "обрахування", "обчислення", "визначення" або подібні, відносяться до дій та/або процесів мікропроцесора, контролера або системи обрахунку або подібній електронним пристроям обчислення або обробки сигналів, які маніпулюють та/або трансформують дані.

Крім того, хоча деякі варіанти реалізації винаходу, описані тут, включають деякі але не інші деталі, які включаються в інші варіанти реалізації винаходу, комбінації деталей різних варіантів реалізації винаходу, означає, що вони підпадають під об'єм даного винаходу і формують різні варіанти реалізації винаходу, що буде зрозуміло спеціалісту в даній галузі техніки. Наприклад, в наступних пунктах формули винаходу, будь-які з заявлених варіантів реалізації винаходу можуть використовуватись у будь-яких комбінаціях.

Зо Таким чином, хоча тут було описано те, що вважається переважними варіантами реалізації винаходу, спеціаліст в даній галузі техніки зрозуміє, що інші та додаткові модифікації можуть бути зроблені без відходу від об'єму та суті винаходу, та слід розглядати всі такі зміни та модифікації, як такі, що підпадають під об'єм даного винаходу.

Хоча даний винахід було описано з посиланням на конкретні деталі конструкції, це слід розуміти, як представлене у вигляді прикладу і не обмежуючого об'єм та суть винаходу.

Claims (29)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Пристрій маски для стислого зондування, який налаштовується для використання при стислому зондуванні випромінювання, що надходить, який містить: одну або декілька кодованих масок, причому кожна маска має корпус, який утворено з матеріалу, який модулює інтенсивність випромінювання, що надходить; при цьому одна або декілька масок мають відповідний шаблон маски, який містить множину зон з отворами в масці, які дозволяють більш високу передачу випромінювання відносно інших частин однієї або більше кодованих масок, а відносної передачі є достатньо для того, щоб забезпечити реконструкцію вимірювань стислого зондування; шаблони масок відповідають умовам стислого зондування; одна або декілька кодованих масок налаштовані на обертання; та коли пристрій маски має більше однієї кодованої маски, щонайменше дві з кодованих масок налаштовуються з можливістю обертання відносно одна одної.

2. Пристрій маски за п. 1, який відрізняється тим, що пристрій маски має дві кодовані маски.

3. Пристрій маски за будь-яким пунктом вище, який відрізняється тим, що одна або декілька масок циліндричні.

4. Пристрій маски за п. 3, який відрізняється тим, що пристрій маски має горизонтальне поле зору 360".

5. Пристрій маски за будь-яким пунктом вище, який відрізняється тим, що: кожна маска містить верх та низ, та пристрій маски в подальшому містить екран проти випромінювання, який модулює інтенсивність вхідного випромінювання і який покриває верхню і нижню частини масок.

б. Пристрій маски за п. 1, який відрізняється тим, що одна або декілька масок є бо напівсферичними, сегментами сфери або сферичними.

7. Пристрій маски за п. 1, який відрізняється тим, що одна або декілька масок є напівсферичними, а пристрій маски має поле зору 21 або одна або декілька масок є сферичними, а пристрій маски має поле зору майже 41.

8. Пристрій маски за будь-яким пунктом вище, який відрізняється тим, що числовий вираз множини зон з отворами в одній або декількох масках дорівнює ступеню 2.

9. Пристрій маски за будь-яким пунктом вище, який відрізняється тим, що одна або декілька масок утворені з матеріалу, який вибрано з групи, що включає: вольфрам, свинець, золото, тантал, гафній та їх сплави.

10. Пристрій маски за п. 1, який відрізняється тим, що одна або декілька масок утворені з матеріалу, який модулює вихідне гамма-випромінювання.

11. Пристрій маски за п. 1, який відрізняється тим, що одна або декілька масок утворені з матеріалу, який модулює вхідне оптичне або інфрачервоне випромінювання.

12. Пристрій маски за п. 1, який відрізняється тим, що одна або декілька масок утворені з матеріалу, який модулює вхідне нейтронне випромінювання.

13. Пристрій маски за будь-яким пунктом вище, який відрізняється тим, що кожна маска утворена з матеріалу, який модулює як гамма-випромінювання, так і нейтрони, що надходять.

14. Пристрій маски за п. 13, який відрізняється тим, що деякі зони з отворами в масці є модульованими зонами для гамма-променів та деякі зони з отворами в масці є модульованими зонами для нейтронів.

15. Пристрій маски за будь-яким пунктом вище, який складає множину масок, які відрізняються тим, що множина масок є концентричною.

16. Пристрій маски за п. 1, який додатково містить захисний щит від випромінювання, утворений з матеріалу, який модулює інтенсивність вхідного випромінювання та оточує одну або декілька масок; в якому захисний щит від випромінювання має отвір, який обмежує поле зору датчика випромінювання, розташованого в межах однієї або декількох кодованих масок.

17. Пристрій маски за п. 16, який відрізняється тим, що захисний щит від випромінювання є циліндричним.

18. Пристрій маски за п. 17, який відрізняється тим, що захисний щит від випромінювання має Зо дуговий отвір, який обмежує поле зору датчика випромінювання до дуги, визначеної отвором.

19. Пристрій маски за п. 16, який відрізняється тим, що кожна маска містить верхню та нижню частини, а пристрій маски додатково містить додатковий захисний щит від випромінювання, який модулює інтенсивність вхідного випромінювання і який покриває верхню і нижню частини маски.

20. Спосіб виявлення радіації, при здійсненні якого: обертають маски пристрою маски за будь-яким з пп. 1-19, одночасно здійснюють вимірювання стислого зондування з датчиком випромінювання в пристрої маски.

21. Спосіб виявлення радіації за п. 20, який включає в себе метод виведення з експлуатації, дезактивації, моніторингу навколишнього середовища, медичної візуалізації, астрономії або застосувань національної безпеки.

22. Пристрій для стислого зондування випромінювання, який містить: пристрій маски для стислого зондування за будь-яким з пп. 1-19; та щонайменше один датчик випромінювання, розташований всередині пристрою маски для стислого зондування; який відрізняється тим, що пристрій налаштований на здійснення вимірювань стислого зондування та для отримання даних про випромінювання з вимірювань стислого зондування.

23. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 22, який відрізняється тим, що принаймні один сенсор гамма-випромінювання містить щонайменше один датчик гамма-випромінювання, такий, що пристрій для вимірювання випромінювання являє собою пристрій для вимірювання гамма-променів.

24. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 22, який відрізняється тим, що принаймні один сенсор випромінювання містить щонайменше один нейтронний сенсор, такий, що пристрій для вимірювання випромінювання являє собою пристрій для вимірювання нейтронів.

25. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 22, який відрізняється тим, що принаймні один сенсор випромінювання містить щонайменше один сенсор гамма-випромінювання та щонайменше один сенсор нейронного випромінювання, так, що пристрій для вимірювання випромінювання являє собою пристрій для вимірювання випромінювання від гамма-променів та нейтронів.

26. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 22, який відрізняється тим, що принаймні 60 один сенсор випромінювання містить щонайменше один датчик подвійної модальності.

27. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 26, який відрізняється тим, що принаймні один датчик подвійної модальності визначає як гамма-промені, так і нейтрони.

28. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 22 або 27, додатково сконфігурований для захоплення оптичного, інфрачервоного або іншого зображення довжини хвилі та виведення даних зображення.

29. Пристрій для вимірювання випромінювання за п. 28, який відрізняється тим, що пристрій налаштовано на накладення зображення з даними про випромінювання, та виведення зображення з даними на єдине поле для перегляду. дет В 18, ; ще Р, ре ч а ; план 44 /х Ж МИХ нн і Ф шо Фіг Кві ше Й . джен нні Я ром - й А р хи а ї К | к-ї / 1 і ку Іі Яка щі ; Й ння, Еш - : : м ин рри им ї тю - ва - І | ся їх «м й ж! ри ак і: нн ДИ а одну Рі Шк «| ев сатроин / кот жо о 18-57 и

Фіг.2

М Й зв

Фіг.З ЕЛ 50 я З щ ї ше Зх о, з ї, по, ше

Фіг.4

--м - мит : Ше .. їх ма са І джен - я й Ж ри дян х Ж те яння у хх, ща | стр аа І М» ша в и Ше І в І З і я й 7 бе і - й й Й Ме нят т

Фіг.5 (тт тя тт ОО дьюуєя Й з ! Как я й шк, й ст ІН А рик Ух У Ї НЕ ЩЕ Пн Я ШИ и М -е 1 !

й. - 1 бове ди от Ь сш ши у |. 7х

Фіг.6 ев ет ин дня ми мк ния о ком Мк МАК ик сс й ех ниж ах ле є а ОВ св жодних м, шт яви є ек ж Ак с. кн. Ма ЧЕ маса Мі ке. Жора їх Уа свя СЕ дня якіх чай ще ХЕ А: с а ГТ ТУ й як МО ИАНх ик ве ДОД УТ по пов Я Кк с куки аа чна сне З КАН асан ти в я ма ф патушів шви ши Н та а со ША КК КОНБК ше т ншш я й МИ, і КРИ я. Мрдй НИМИ яка п Й ве ес з, Ше з, КУ в ав ЖЕО дик Ї еф Я вий с й ; й ря я а ПД ЗАТ А пливи и вини я и ВИ доє зво ши не шик о о НИ ВН - -ф8 в1 щ і І Б 83 ва: де Фіг?

ск. світу не бр жк ус тк; ву й с -Я--Ж ді ттшк А й ср в нини и и хе: ра дин В-во ін В й І р--Я "жк наши ши чай В а в. ош,Евт З РЕВШОВеш хх й ванни -ш Я - нку Пе ши т інююи і-й ан М м дн маша неба днини ши и Баш В ши НИКИ НИ ще шк ї Ти в я ще й і ї «й кв чузак натинчне стін й Му, Ж зам ж Шен жи тв Я, я сти ж шию жи й Й Ї. сот СС т ів "ій що С, нини ішяни М ел її. шо кож ти шшни инй ШО б ТИ вт кни я як Ж ту т тя с сей т2 Ффіг.8

МИ піалу у ер в в Ки й Пов в в і До лини у ОМ, т в с доте В ет Ж ОМ аю т о нив Ам Мк шк се вн жи шень Жим ДЕ с, В ИН нн Кр р р-п св В Ок ДУ інж ті в АС ее пак ж піни бййанейв нав еВ

Е.М Я вести ШИ п і Лек ву М й ше зна ва пон нак, Еш шен квест яв ПЕЛИИ в нй Й. ст нк Пен же ва ТЕ ЗИ В не СА Машеу он совно НК сни ременя ник В рон: ев та ЕЕ: Сенаті я НЕД ванни пен и Р иа аж; мовне БЖ сни ШИ Я: жесфаві р Й ес нн й в ЕК й ан СЕИК ро, лани т. Коен Р ВИННИМ оон Штейн век с ВИНИ КК он с и ВИ те М даже хлор нави РК, рі МИХ ША ни ди ам ви а. й те чу пес шин шк Б з нан ий ОА ох ев ой в сс ні КК ва ДК жи ит Сай Жук нат По те ве і си режи Ко Ван опи в и омехнет в й КЛШР КК КХ СТИ ек АБ НВ МУ А МАКОМ БІВ ДИКА де: З. В р етику ВИХ ОМ с ТАК овуь па сор ве ет ке іа є 7 В ес зн жк

Фіг.о

- о Синай випромінювання Довільна виборка) Дейгуни та маскою площини. контроллери для пвищша ! обертання маски рннннсннннсоре ти | . м Детектор випромінювання Вимірнне о значення | ! шк Комп'ютер дня: Є ововвгий карування, Б ккнкннкнни оеваовоовввво оці реконструкції та зображення Фіг1о сет ВА --- За

: . М Ї Е

Фіг.11