РЕНТГЕНОВСКАЯ ТОМОГРАФИЯ

РЕНТГЕНОВСКАЯ ТОМОГРАФИЯ

- метод послойного исследования структуры неоднородных объектов в рентг. излучении, основанный на зависимости линейного коэф. поглощения m в рентг. диапазоне от состава и плотности вещества; один из методов вычислит. томографии.

Классич. схема этого метода, впервые предложенная в медицинской рентгенографии для повышения контраста теневых изображений внутр. органов, приведена на рис. 1. При фиксиров. положении источника излучения S на фотоплёнке образуется теневое изображение, являющееся суммой проекций всех слоев объекта О, через к-рые проходит пучок. Если в процессе съёмки синхронно перемещать источник и фотоплёнку (или источник н объект, объект и фотоплёнку) так, чтобы пучок проходил в процессе экспозиции только через один и тот же участок объекта в слое F, то изображение И этого участка получится наиб. чётким, изображения др. участков окажутся "размазанными". Этот метод не позволяет полностью избавиться от наложения проекций др. участков на исследуемый; кроме того, длительность экспонирования, повышающая контраст, для живых организмов ограничена допустимыми дозами облучения.

Рис. 2. Схема сканирующего томографа.

В основе совр. методов Р. т. лежит др. подход: они базируются на применении мощных вычислит. методов обработки данных, получаемых томографич. сканированием, один из вариантов к-рого приведён на рис. 2. Узкий пучок рентг. излучения от источника S, сформированный коллиматором К, просвечивает объект О, после чего регистрируется детектором Д. При синхронном перемещении источника и детектора вдоль нек-ро-го направления c осуществляется последоват. сканирование всех участков объекта, причём связь зарегистрированной детектором интенсивности излучения I с линейным коэф. поглощения m среды объекта имеет вид интегрального ур-ния:

где I₀ - интенсивность падающего пучка, dl- элемент пути поглощения вдоль луча l, соответствующего направлению сканирования. Измерения повторяются для неск. направлений сканирования относительно объекта. Для ускорения съёмки применяют неск. источников или перемещающийся источник с расходящимся "веерным" пучком, распределение интенсивности в к-ром измеряется двумерным координатно-чувствительным детектором (рис. 3). Для восстановления распределения m, а следовательно, плотности и состава вещества по объёму объекта используют спец. алгоритмы обработки данных на ЭВМ. Синтезируя далее картину распределения плотности тканей объекта в разл. сечениях, можно установить границы здоровых н поражённых участков, напр. при исследованиях опухолей мозга, патологич. изменениях сердца, сосудов, поражениях костной ткани и в др. случаях, когда прямая диагностика затруднена пли вообще невозможна.

Рис. 3. Схема рентгеновского томографа с несколькими источниками (S₁, S₂, S₃ )и коорди-натно-чувствительным детектором (КЧД).

Методы Р. т. используются также в технике неразрушающей дефектоскопии конструкц. материалов, электрич. кабелей, механич. узлов, испытывающих большие нагрузки (напр., лопаток турбин авиац. двигателей), и в др. случаях, когда важна точная информация о неоднородностях в объёме тела.

Лит.: Левин Г. Г., Вишняков Г. Н., Оптическая томография, М., 1989; Физика визуализации изображений в медицине, под ред. С. Уэбба, пер. с англ., [т. 1-2], М., 1991.

В. А. Слемзин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.