Sterowanie dynamiką kolimatora z ferrofluidem w formowaniu widma wiązki diagnostycznej i redukcji wad obrazów RTG

• Autorzy: Dyszkiewicz A. , Kępiński P. , Połeć P. , Chachulski D. , Nowak E.

Warianty tytułu

EN

Control of ferrofluid collimator dynamics in shaping diagnostic beam spectrum and reduction of X-ray image defects

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W opracowaniu zwrócono uwagę na inkoherencję pierwotnych wiązek promieni X, powstających w aktualnie dostępnych lampach RTG, wpływających na powstawanie zniekształceń geometrycznych i gradientowych radiogramów. W celu uzyskania wiązki diagnostycznej, złożonej wyłącznie z promieni osiowych i przyosiowych stosuje się kolimatory z materiałów metalicznych, eliminujących w procesie formowania powyżej 90% energii promieniowania lampy. Zupełnie nowym podejściem było zastosowanie systemów filtrująco-refrakcyjnych, charakteryzujących się znacznie mniejszą stratnością, niestety nie dysponujących możliwością przestrajania profilu parametrycznego. W praktyce daje to możliwość przekierowania promieni pozaosiowych, do użytecznego obszaru przyosiowego. Celem programu było zaprojektowanie i budowa systemu refrakcyjno-filtrującego, zaopatrzonego w przetwornik zdolny do sterowanych zmian swej struktury, a w konsekwencji geometrii promieni pozaosiowych. Celem technicznym pracy była budowa urządzenia prototypowego, z cyfrowo-analogowym systemem sterowania oraz jego testy laboratoryjne mające odpowiedzieć na pytania, czy ruch wirowy ferrofluidu w polu magnetycznym wpływa na geometrię i rozkład energii w kącie bryłowym wiązki promieniowania X oraz jaki występuje tu rodzaj korelacji z prędkością obrotową? Na podstawie analizy wyników badań stwierdzono wpływ prędkości obrotowej oraz objętości ferrofluidu na zdolność do refrakcji promieni X, o charakterze nieliniowym oraz zaobserwowano możliwość sterowania cechami geometrycznymi podłoża, powodując doosiowe przesunięcie widma rozkładu energetycznego w kącie bryłowym wiązki. W praktyce daje to możliwość wygodnej modyfikacji morfologicznych cech zdjęcia już na etapie ekspozycyjnym, powodując np. wyostrzenie anatomicznych szczegółów tkanek miękkich, z wygaszeniem obrazu tkanki kostnej lub odwrotnie.

EN

The incoherence of primary X ray beams formed by currently avail-able devices, leading to geometric and gradient distortions of radiographs, has been pointed out in the study. In order to obtain a diagnostic beam made up exclusively of axial and paraxial rays, collimators with metallic materials are used, which eliminate over 90% of the radiant energy produced by the X-ray tube. A completely new approach is the use of refractory-filtering systems, which are characterised by much smaller loss, but feature a fixed parametric profile. In practice this enables the redirection of off-axis rays towards the focal plane. The intention of the study was to design and construct a refractory-filtering system capable of controlled alteration of off-axis ray geometry. The purpose of the laboratory work was the construction of a prototype device, with a digital and analogue control system, and test it to see whether the ferrofluid vortex motion induced by the magnetic field affected the geometry and distribution of energy within a solid angle of an x-ray beam as well as to determine the type of correlation with the rotational speed. On the basis of the analysis of the study results, it was found that the rotational speed and volume of the ferrofluid impacted the non-linear X-ray refraction capability. It was also observed that the geometric features of the substrate could be controlled, leading to a shift of the rays towards the axis. In practice, this makes it possible to conveniently modify the morphological characteristics of an image already at the exposure stage, thus sharpening the anatomical details of the soft tissues, while suppress-ing the image of the bone tissue, or vice versa.

Słowa kluczowe

PL

inkoherencja promieni X; kolimacja wiązki diagnostycznej; soczewka Fresnela; soczewka z ferrofluidu

EN

incoherence of primary X-ray beam; collimation of diagnostic beam; Fresnel lens; ferrofluid lens

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 4
• Strony: 207--211
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Dyszkiewicz A.

• Laboratorium Biotechnologii „LABIOT”, ul. Goździków 2, 43-400 Cieszyn
• Specjalistyczny Niepubliczny Zakład Opieki Zdrowotnej ”VIS”, ul. Bielska 3A, 43-400 Cieszyn

autor

Kępiński P.

• Laboratorium Biotechnologii „LABIOT”, ul. Goździków 2, 43-400 Cieszyn
• Specjalistyczny Niepubliczny Zakład Opieki Zdrowotnej ”VIS”, ul. Bielska 3A, 43-400 Cieszyn

autor

Połeć P.

• Laboratorium Biotechnologii „LABIOT”, ul. Goździków 2, 43-400 Cieszyn
• Specjalistyczny Niepubliczny Zakład Opieki Zdrowotnej ”VIS”, ul. Bielska 3A, 43-400 Cieszyn

autor

Chachulski D.

• Laboratorium Biotechnologii „LABIOT”, ul. Goździków 2, 43-400 Cieszyn
• Specjalistyczny Niepubliczny Zakład Opieki Zdrowotnej ”VIS”, ul. Bielska 3A, 43-400 Cieszyn

autor

Nowak E.

• Laboratorium Biotechnologii „LABIOT”, ul. Goździków 2, 43-400 Cieszyn
• Specjalistyczny Niepubliczny Zakład Opieki Zdrowotnej ”VIS”, ul. Bielska 3A, 43-400 Cieszyn

Bibliografia

• [1] Bojarski Z., Gigla M., Stróż K., Surowiec M.: Krystalografia, PWN Warszawa 2001.
• [2] Dyszkiewicz A., Połeć P., Zajdel J., Chachulski D.: Specific evaluation of pelvic radiograms and hip BMD in structural scoliosis reflectorica and reactive pain conditions of the backbone.: Springer, Adv Soft Comp, Information technologies in biomedicine, June 2010, 491-507.
• [3] Dyszkiewicz A., Połeć P., Zajdel J., Pawlus P., Chachulski D., Kępiński P.: Collimation of x-ray diagnostic bundle by means of steering ferrofluid. W: Biomed Eng Sys Techn, Springer 2010, Vol. 52, Approx. 420, 441-47.
• [4] Dassanayake U., Fraden S.: Structure of electrorheological fluids. J Chem Phys 2000, 112, 8-12.
• [5] Hunter L., Duncan D., Mark F., O’Connor J., White J.: Advanced materials technology insertion. APL Techn Dig 1995, 16, 4.
• [6] Ławniczak A., Milecki A., Ciecze elektro- i magnetoreologiczne oraz ich zastosowania w technice, Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej 1999.
• [7] Patent PL 175577: „Kolumna chromatograficzna do sączenia lub filtracji”.
• [8] Patent PL 207825: “Sposób sterowania parametrami kolimacji zwłaszcza geometrią i energią wiązki promieniowania elektromagnetycznego oraz urządzenie do stosowania tego sposobu”.
• [9] Zhao X., Luc C., Zhang Z.: Optical characteristics of electrorheological and magnetorheological fluids., W,: Optical Engineering 1998, 37, 25-33.
• [10] Zięba A., Dąbrowski W., Gryboś P., Powroźnik W., Stobiecki T., Świentek K., Słowik J., Wiącek P.: Acta Phys Pol A 2002, 101, 629-35.