Томограф в миниатюре

Миниатюрный томограф, разработанный в России, пригодится для исследований предметов искусства, изучения причин пожаров и доклинических испытаний лекарств. Использование оригинальных технических решений и ключевых комплектующих отечественного производства позволило принципиально снизить габариты, вес, энергопотребление и, самое главное, стоимость аппарата. Теперь для научных и промышленных целей не нужно покупать стационарные установки – достаточно «настольного» прибора, который дает картинку такого же качества. Диагностические возможности томографов нового класса позволяют решать большинство задач, посильных лишь зарубежным крупногабаритным системам рентгеновского контроля.

Проблема в фокусе
Ученые СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали портативный томограф, который позволяет изучить структуру и строение различных предметов и мелких лабораторных животных. Создатели аппарата сообщили «Известиям», что подготовили полный комплект технических средств рентгеновской томографии «высокого» разрешения, включая специализированное программное обеспечение. Как пояснил заведующий кафедрой электронных приборов и устройств «ЛЭТИ» Николай Потрахов, в основе технологии – использование микрофокусной трубки, которая позволяет получать изображение интересующего объекта в очень хорошем качестве.
– Классическая рентгенография, когда используются большие стационарные установки, строится по принципу «сфокусировано, но не очень», так как разработчики изначально делали маленькое фокусное пятно. Там съемка ведется так, как будто пятно немножко сбито. Поэтому, чтобы получить хорошую картинку, и нужен мощный аппарат и большая доза излучения, – отметил Николай Потрахов. – А микрофокусная трубка позволяет как раз настроить резкость, как в бинокле. Поэтому мы можем снимать с меньшего расстояния, снизить мощность излучения, уменьшить габариты и вес, но получать при этом такую же качественную информацию.
В состав уникального томографа входит рентгенозащитная камера. Ее габариты – 1100×670×550 мм, а размеры приборной камеры исследования (место для размещения образцов) позволяют изучать объекты размером до 210×250×250 мм. Тогда как стационарный томограф обычно весит десятки тонн, новый аппарат не тяжелее 250 кг, что позволяет перевозить его с места на место.
Главное отличие нового прибора от медицинского томографа заключается в изменении парадигмы «источник – приемник». Обычно исследуемый объект, например человек, располагается внутри томографа, а система «источник – приемник» обращается вокруг него. В портативном томографе все наоборот. Ученые вращают закрепленный объект, а элементы системы «источник – приемник» закреплены и неподвижны относительно друг друга.
Уникальность разработки ученых кафедры электронных приборов и устройств СПбГЭТУ «ЛЭТИ» состоит в том, что использование оригинальных технических решений и ключевых комплектующих отечественного производства позволило заметно уменьшить габариты, вес, энергопотребление и стоимость томографа. В результате дорогостоящая стационарная система рентгеновского контроля превратилась в настольный рентгенографический инструмент.

Тайна всех вещей
Специалисты ЛЭТИ также разработали специальную компьютерную программу «Рентгеновский компьютерный томограф».
– Изображение, в отличие от обычной рентгеновской съемки, в данном случае не формируется на пленке или на чем-то еще, а реконструируется, то есть рисуется потом, – подчеркнул Николай Потрахов. – Компьютер позволяет выудить информацию, отрисовать весь объем объекта, а потом уже под любым углом рассмотреть.
Диагностические возможности томографов нового класса позволяют решать большинство задач, до недавнего времени посильных лишь зарубежным стационарным системам рентгеновского контроля. С помощью нового прибора можно изучать самые разные объекты: изделия микро– и наноэлектроники, биологические препараты, семена растений – в общем, все, что влезает в камеру исследования. В частности, они могут успешно использоваться для диагностики состояния костной системы и внутренних органов животных в процессе апробации новых лекарственных препаратов (в том числе для лечения онкологических заболеваний).
– Один из наших томографов сейчас работает в пожарной испытательной лаборатории, – рассказал Николай Потрахов. – Он помогает выяснить причину возгорания благодаря анализу вещей с места пожара. Другой томограф мы отдали в музей для исследования различных объектов – костей, предметов искусства.
Эта разработка способна повысить интенсивность получения научных результатов российскими учеными, так как трехмерная визуализация объектов и их внутренней структуры – один из самых трендовых и эффективных методов исследования, уверен руководитель Инженерной школы неразрушающего контроля и безопасности Томского политехнического университета Дмитрий Седнев.
– Трехмерная рентгеновская визуализация – инструмент исследования внутренней структуры объектов. Его доступность всегда была одной из основных проблем, так как томографы, способные реконструировать исследуемый объект в высоком качестве, принадлежат к классу дорогостоящего оборудования. Этот факт делает разработку ЛЭТИ критически актуальной с точки зрения удешевления стоимости устройства, – пояснил ученый.
Профессор факультета систем управления и робототехники Университета ИТМО (вуз – участник программы «5-100») Мария Марусина уверена, что ценность разработке придает и уникальное ПО.
– Нужно отметить, что специализированное программное обеспечение, обрабатывающее выходные данные самого томографа, в большинстве своем представлено зарубежными разработками. Поэтому появление собственного программного обеспечения-аналога также носит высокую ценность, – считает она.
Ученые уверены, что новый томограф поможет решить задачу оснащения современными отечественными техническими средствами рентгенодиагностики промышленных предприятий, научно-исследовательских и образовательных организаций РФ различного профиля.
Мария Недюк

По материалам iz.ru