Открытый коллиматор: Коллиматорный прицел открытого типа, купить с доставкой, цена Открытый (панорамный)

10 место — ВОМЗ ПК-Р

Тип — закрытый

Вес — 180 гр

Размер метки — 3 МОА

Подсветка — 8 уровней, красная

Небольшой закрытый коллиматор начального уровня. Светосила невысока, но это с лихвой компенсируется феноменальной прочностью и ударной стойкостью. Он подойдет вам если вы подыскиваете прицел для страйкбола, хардбола или тактических тренировок — даже уронив оружие на прицел он продолжит работать! 

Цена также более чем доступная, и не принуждает к излишне бережному отношению — в общем отличный полевой прицел без особых амбиций, но со стойким характером.

9 место — Hawke RD

Тип — закрытый

Вес — 162 гр

Размер метки — 5 МОА

Подсветка — 11 уровней, красная

Этот коллиматор может похвастаться многослойным просветлением оптической схемы и корпусом, выдерживающим отдачу оружия с энергетикой выстрела до 6000 джоулей включительно. 

Из минусов — довольно большая прицельная метка, с магниферами такой прицел лучше не использовать. Хотя за такую цену это не недостаток, а, скорее, особенность.

8 место — Bering Optics Precision Reflex

Тип — закрытый

Вес — 360 гр

Размер метки — 4 МОА

Подсветка — 3 уровня, 3 цвета

Это не столько хороший коллиматор, сколько просто выгодная покупка — по цене недорогого прицела вы получаете бонусом еще ЛЦУ и тактический фонарь, причем с возможностью монтажа на корпус прицела. Такую возможность высоко оценят любители военно-полевых игр и тактические стрелки.

Сам же прицел довольно неплох, хотя и не самый яркий, а также имеет достаточно большую прицельную метку.

7 место — Sightmark Ultra Shot

Тип — открытый 

Вес — 260 гр

Размер метки — 3 МОА

Подсветка — 5 уровней, 2 цвета

Открытый коллиматорный прицел с мощной оправой и быстросъемным крепежом. Подойдет для оружия калибром вплоть до .50 BMG, но лучше всего раскрывает себя на небольших карабинах. У прицела есть целых 4 разных типа прицельной марки, подходящих для гладкого и нарезного оружия. Годится для спорта, охоты и развлекательной стрельбы.

6 место — Hakko BED-17-30

Тип — закрытый

Вес — 137 гр

Размер метки — 4 МОА, 

Подсветка — 11 уровней

Небольшой светосильный закрытый коллиматор предлагает отличное качество за весьма скромную цену. Среди достоинств — компактный размер, малый вес, азотонаполненный корпус и прекрасное просветляющее покрытие, которое позволяет прицелу не слепнуть в сумерках.

5 место — Vortex Sparc AR

Тип — закрытый

Вес — 213 гр

Размер метки — 2 МОА

Подсветка — 10 уровней, работа с ПНВ

Это уже серьезный прицел, который помимо всех остальных достоинств умеет работать с ПНВ. Прицел разрабатывался для оружия на базе AR-платформы, но подойдет для любых карабинов со свободной вкладкой благодаря своему высокому основанию. 

Также подойдет для работы с магнифером — размер прицельной марки всего 2 МОА.

4 место — Holosun Micro Elite

Тип — закрытый

Вес — 132

Размер метки — 2 МОА

Подсветка -12 уровней, работа с ПНВ

Еще один компактный коллиматор на высоком основании. Как и все Холосаны, этот прицел очень экономно расходует энергию, и на одной батарейке может проработать до 50000 часов. Из интересных решений — акселерометр, моментально включающий прицел при шевелении оружия — идеально для засидки.

Работает с магнифером и ПНВ.

3 место — Holosun Paralow

Тип — закрытый

Вес — 138

Размер метки — 2 МОА

Подсветка — 12 уровней, работа с ПНВ

Прицел, который работает от двух источников энергии — от солнечной панели все основное время, и от литиевой батареи в темноте. Технология позволяет достичь колоссальной автономности — более 200000 часов работы от одной батареи, это значит что вам скорее всего вообще никогда не понадобится заменять источник питания в прицеле.

Ну а прицельная сетка в режиме кольца 65 МОА позволит эффективно стрелять навскидку из гладкоствольного оружия.

2 место — Holosun Open Reflex

Тип — открытый

Вес — 264 гр

Размер метки — 2 МОА

Подсветка -14 уровней, работа с ПНВ

Очень прочный открытый коллиматор в титановой оправе. Кроме исключительной прочности отличается также еще большей автономностью чем предыдущий — 400000 часов, большим полем зрения и автоматической регулировкой яркости метки. 

3 режима прицельной метки помогут подстроиться под любой тип боеприпаса, будь то пуля или дробь, а быстросъем позволит при необходимости легко снять прицел для обслуживания оружия без специальных инструментов. 

1 место — Aimpoint Micro H-2

Тип — закрытый

Вес — 93

Размер метки — 2 МОА

Подсветка — 12 уровней

Очень легкий и прочный прицел с большим полем зрения и яркой оптикой. Выдерживает отдачу калибров до .50 BMG, поэтому его тактическую версию T-2 часто используют в качестве второго прицела на планке 45° на тяжелом оружии. 

Облегченная охотничья версия не умеет работать с ПНВ, зато благодаря своему уменьшенному весу не нарушит баланс любого, даже самого легкого карабина. 

Прицел также горячо любим спортсменами за его компактность и выносливость.

Справочная статья основана на экспертном мнении автора

— обзор | Темы ScienceDirect

15.3.a ОПЦИИ КОЛЛИМАТОРА

Выбор коллиматора частично зависит от фокусного отношения луча телескопа. Для медленных лучей, скажем, f /15 в фокусе Нэсмита, в качестве коллиматора часто выбирают зеркало. Аберрации такого зеркала, как правило, незначительны, а изгиб луча может помочь уменьшить общую длину спектрометра. Для более быстрых лучей, скажем, f /5 — f /7 в фокусе Кассегрена и спектрометрах с оптоволоконным питанием, наблюдается тенденция к линзовым коллиматорам.Единственным исключением из этого правила является сферический коллиматор для Hectochelle, многообъектного эшелле-спектрометра для фокуса Кассегрена f /5 преобразованного многозеркального телескопа. Подробности о коллиматорах линз можно найти в материалах конференции, цитируемых в конце этой главы; в нашем обсуждении мы рассматриваем только зеркальные коллиматоры.

В качестве отражающего коллиматора для быстрого спектрометра обычно выбирают изогнутый на оси параболоид или внеосевой параболоид. Первый схематически показан на рис.14.5, последний на рис. 15.5. Оба типа имеют нулевую сферическую аберрацию, но оба имеют кому и астигматизм во внеосевых точках на длинной щели. Внеосевые аберрации не имеют значения для звездного источника, но устанавливают предел при наблюдении протяженных источников. В последнем случае важно знать размер этих аберраций как функцию положения на щели.

Рис. 15.5. Внеосевой параболоидальный коллиматор P с углом γ между осями телескопа и зеркала. S — входная щель спектрометра в фокусе телескопа.

Сначала рассмотрим осевой параболоид без складывающегося зеркала, как показано на рис. 15.6. Главный луч на высоте y на входной щели идет из центра выходного зрачка телескопа под углом ψ с осью z . Выходной зрачок находится на расстоянии f _p δ от щели, где f _p — основное фокусное расстояние телескопа, а δ дано в уравнении. (2.6.1). Зрачок находится на расстоянии Вт = — ( f _p δ + f ₁ ) от коллиматора, где Вт <0 по условию знаков и f ₁ — фокусное расстояние коллиматора.Из уравнения. (2.6.4) получаем ψ = θ ( м / δ), где θ — угол относительно неба.

Рис. 15.6. Главный луч выходит из центра выходного зрачка телескопа под углом ψ к оси телескопа. S — входная щель спектрометра; C — осевое коллиматорное зеркало.

Подставляя эти результаты в коэффициенты в таблице 5.6, при K = −1 и n = 1, мы находим

(15.3.1) B1 = −θ2RmDδd1, B2 = θR2Dd1,

, где R — радиус кривизны коллиматора, а d ₁ и D — диаметры коллиматора и телескопа соответственно.Придя к формуле. (15.3.1) мы использовали тот факт, что f _p δ / f ₁ , является отношением диаметра выходного зрачка к диаметру коллиматора. Как и ожидалось, учитывая наше обсуждение в разделе 5.5, коэффициент комы не зависит от положения зрачка.

Поперечные аберрации находятся путем подстановки уравнений. (15.3.1) в уравнения. (5.5.9), где s ‘ заменено фокусным расстоянием камеры f ₂ . Спроецированные на небо угловые аберрации находятся путем деления каждой поперечной аберрации на фокусное расстояние системы f _s , где f _s = f ( f ₂ / f ₁ ) = F ₂ D .С этими заменами получаем

(15.3.2) AAS = θ22Fmδ, ATC = 3θ16F2,

, где F — фокусное отношение коллиматора или телескопа.

В качестве примера мы берем параметры телескопа Кассегрена в таблице 6.10 и оцениваем уравнения. (15.3.2) при угле поля зрения 10 угл. Мин. Результаты для астигматизма и комы коллиматора составляют 0,28 и 1,13 угловой секунды соответственно. Из этих результатов мы видим, что кома устанавливает предел допустимой длины щели; для типичного изображения щель длиной 20 угловых минут дает пренебрежимо малую потерю пространственного разрешения вдоль щели.

Анализ, включающий аберрации телескопа, показывает, что астигматизм Ричи-Кретьена противоположен астигматизму коллиматора, а общий астигматизм меньше, чем по формуле. (15.3.2) почти в десять раз. В классическом Кассегрене аберрации коллиматора и телескопа нейтрализуют друг друга, и пространственное разрешение вдоль щели полностью определяется качеством изображения.

Пример коллиматора, оптически подобного показанному на рис. 15.6, является выбором для спектрометра формирования изображений с низким разрешением (LRIS) телескопа Кек.В этом случае, однако, используется только внеосевая часть полного коллиматора, показанного на рис. 15.6. Фактически, коллиматор LRIS представляет собой внеосевой параболоид, который повторно отображает неосевую часть фокальной поверхности телескопа и чья ось совпадает с осью телескопа.

Для внеосевого параболоида, показанного на рис. 15.5, γ — это угол между осями телескопа и параболоида. В обычном исполнении длина щели перпендикулярна плоскости, определяемой осями телескопа и параболоида.Для этого коллиматора мы приводим результаты, полученные по трассам лучей. При γ = 10 ° мы находим диаметры размытия приблизительно 0,5 и 1,5 угл.сек при θ = 1 и 3 угл.мин соответственно. В этом примере общая длина щели ограничена примерно 4 угловыми минутами.

Результаты трассировки луча для внеосевого параболоида показывают, что диаметр размытия для различных значений γ и θ приблизительно пропорционален произведению углов. Эмпирическое соотношение для диаметра размытия: размытие (угловая секунда) = 0,05γ (градус) · θ (угловая минута). Это соотношение является приблизительным, и для более точных измерений размытия требуются результаты трассировки лучей.Приведенные здесь результаты справедливы и для щели в плоскости, определяемой осями телескопа и параболоида.

Таким образом, для щелевой спектроскопии протяженных объектов осевой параболоид является лучшим выбором для коллиматора, если длина щели превышает несколько угловых минут или поле выборки волокна более нескольких угловых минут. сбоку не требуется. Это достигается за счет дополнительного оптического элемента — складывающейся плоскости. Эшелле-спектрограф на 4-метровом телескопе Mayall на Китт-Пике имеет осевой параболоидный коллиматор; спектрограф RC на том же телескопе имеет внеосевой параболоид.

— обзор | Темы ScienceDirect

Свойство интенсивности

Коллимация, монохроматичность и однофазность вместе создают очень интенсивную и мощную вспышку или луч света. Способность эффективно фокусировать луч до небольшого размера пятна (эффект коллимации на выпуклой линзе) создает чрезвычайно мощный источник конденсированной энергии.

Лазерные лучи могут отражаться, проходить, рассеиваться (разбиваться) внутри или поглощаться органической тканью-мишенью.Первые три условия не вызывают никакого эффекта в ткани, но при поглощении лазерный луч может дать несколько разных результатов. Наиболее важным из них является фототермический эффект или огромное тепловыделение, которое происходит почти мгновенно в ткани. В мягких тканях это вызывает кипение или испарение внутриклеточной воды, буквально взрываясь и разрушая клетку. В твердых тканях аналогичные эффекты можно наблюдать у гидроксиапатита. Однако, в отличие от других источников тепла, лазер можно применять с невероятной точностью и с такой скоростью, что за один раз можно удалить только микроны ткани с очень контролируемым и минимальным повреждением соседних тканей и структур.И наоборот, иногда полезно иметь боковой тепловой эффект в ткани, который приводит к термической коагуляции соседних кровеносных сосудов и бескровному полю. Для этого также можно управлять лазерами.

Многие лазеры, доступные в настоящее время для использования в медицине и стоматологии, различаются по нескольким аспектам. Основное отличие — это активная среда (т.е. материал, который подвергается вынужденному излучению). Конкретный используемый материал определяет длину волны производимой энергии и, следовательно, клинические показания.Немногие материалы в природе могут подвергаться этому процессу, потому что материал должен быть способен поддерживать инверсию населенностей, неестественное состояние, в котором большинство атомов находится в сильно возбужденном состоянии.

Идеальная система использует оптоволоконную доставку лазерного луча к ткани-мишени. Эти системы гибкие и точные, они позволяют проводить как контактные, так и бесконтактные операции, а также могут применяться для эндоскопической доставки. К сожалению, не все длины волн (например, CO ₂ ) могут передаваться через используемые в настоящее время кварцевые волоконно-оптические волокна.В этих других типах лазеров используется доставка с шарнирным рычагом, в котором серия полых металлических трубок, соединенных зеркальными гибкими суставами или «костяшками», позволяет лучу проходить от лазера к тканям. Хотя это работает для поверхностных тканей, он менее чем идеален для более глубоких тканей или участков с трудным доступом, таких как полость рта. В некоторых новых лазерах используется полый волновод, разновидность шарнирного рычага. Полый волновод представляет собой гибкую металлическую трубку, внутреннюю облицованную зеркальной поверхностью или фольгой, которая позволяет лучу отражаться по направляющей к тканям.Хотя эта система не такая гибкая, как оптоволокно, и неспособна к эндоскопической доставке, она значительно улучшила способность стоматолога обеспечивать удобную и точную доставку в ротовую полость.

Некоторые лазеры излучают непрерывный луч лазерного света, пока машина находится под напряжением, тогда как другие могут быть импульсными. Эти очень мощные и короткие импульсы лазерного света сводят к минимуму время, доступное для нагрева и повреждения латеральных тканей. ¹² Другие лазеры могут быть усовершенствованы с помощью электроники для создания чрезвычайно быстрых мощных лазерных импульсов («суперпульсных» или «ультраимпульсных») для таких ситуаций, как дерматологические операции на коже, при которых латеральное термическое повреждение приводит к образованию рубцов.

Выбор подходящего лазера для данной процедуры обычно заключается в простом вопросе определения длины волны лазера, которая лучше всего поглощается тканью-мишенью при наименьшем отражении, рассеянии и пропускании. Длина волны лазера, поглощаемая водой (например, CO ₂ , эрбий), подходит для хирургии мягких тканей. Те, которые хорошо усваиваются гемоглобином, лучше подходят для сосудистых тканей или поражений (например, аргон, KTP: YAG, настраиваемый краситель, лазеры на парах меди). Длина волны аргонового лазера хорошо поглощается композитной смолой, а длина волны эрбиевого лазера, которая поглощается как гидроксиапатитом, так и водой, позволяет использовать твердые ткани.Некоторые лазеры с длинами волн, которые поглощаются различными тканями (например, хромофорами), могут быть полезны для различных тканевых эффектов. Кроме того, некоторая передача может быть действительно желательной в определенных ситуациях, чтобы позволить более глубокое проникновение в ткани (например, когда желателен глубокий гемостаз при поражении сосудов). Для обеспечения точного воздействия на ткани и клинического использования некоторые устройства могут генерировать более одной длины волны (например, CO ₂ и Er: YAG, KTP: YAG и Nd: YAG, а также настраиваемый краситель), что позволяет оператору выбирать желаемый тканевый эффект за счет изменения длины волны.Выбор подходящей длины волны включает комбинацию известного тканевого эффекта и клинического опыта оператора. ¹³

В настоящее время в общей стоматологии чаще всего используется диодный лазер. Используется в первую очередь для операций на мягких тканях, он имеет то преимущество, что он небольшой, относительно недорогой и сравнительно простой в использовании. Однако его механизм действия часто неправильно понимается. Некоторые лазеры работают за счет прямого воздействия лазерной энергии на мягкие ткани, тогда как диодные лазеры, используемые в стоматологии, не обладают достаточной мощностью, чтобы разрезать ткань. ¹³ Следовательно, лазерный наконечник необходимо активировать (инициировать) прикосновением наконечника к светопоглощающему материалу, например, артикуляционной бумаге, пробке или другому темному веществу, которое вызывает «обугливание» наконечника. Наконечник теперь способен поглощать лазерный свет и при активации лазером нагревается и испаряет подлежащую ткань (рис. 21-2).

141. Как коллимация влияет на дозу облучения пациента

Альмира Мухич, Дилан Могенсен, Кейтлин Болам, Натали Мурант

Абстракция

Как технологи-радиологи, мы несем ответственность за снижение дозы облучения пациента при создании имиджа диагностического качества.Один из лучших способов снизить дозу облучения пациента — это использование коллиматора светового луча. Он прикреплен к рентгеновской трубке и позволяет контролировать размер поля, используемого при экспонировании пациента. В этом эксперименте мы хотели изучить значимость взаимосвязи между коллимацией и дозой.

Фон

• Рентгеновские лучи — это форма энергии, называемая излучением, которой достаточно для прохождения через тело
• Когда рентгеновские фотоны проходят через тело, некоторые из них поглощаются телом, а другие проникают через пластину для визуализации позади пациента, создавая изображение
• Более толстые ткани с более высоким атомным номером более чувствительны к радиации и имеют более высокую дозу облучения
• Более толстая ткань требует более сложной техники (или большего количества рентгеновских лучей) для создания диагностического изображения

Стандарты коллимации

В настоящее время нет институциональных или национальных стандартов в отношении коллимации в области радиографии.

Учебники по рентгенографии рекомендуют коллимировать со всех четырех сторон интересующей анатомии или до 1 см света за краем анатомии.

Это только рекомендации для рентгенологов, так как нет никаких требований.

Как рентгеновский снимок сравнивается с естественным воздействием радиации?

Экспериментальная установка

Сделано 3 серии экспозиций

На каждый фантом произведено 2 рентгенограммы:

1. Размер поля 14 дюймов x 17 дюймов
2. Размер поля, сколлимированный до поля в один дюйм вокруг интересующей анатомии

Доза измеряется дозиметром в мР (миллирентгенах)

(цифровая ионизационная камера Keithley, модель 35050A) для всех экспозиций

Необходимые материалы:

• Диск DR 14 ”x17”
• Фантом груди
• Фантом руки
• Фантом поясничного отдела позвоночника
• Маркеры пронумерованные
• Дозиметр
• Лента

Используемая техника:

• Фантом грудной клетки, 110 кВп при 3 мАс
• Фантом поясничного отдела позвоночника, 75 кВп при 20 мАс
• Ручной фантом, 60 кВп @ 1.2 мАс

Результаты

Таблица 1-1: Результаты эксперимента коллимации

Выводы / Рекомендации

• Имеется значительная разница в дозе при уменьшении размера поля коллимации
• Снижение или минимизация дозы облучения пациента всегда должно быть проблемой для рентгенолога
• Коллимация — один из самых простых и значительных способов снизить дозу облучения пациента
• Мы, , рекомендуем коллимировать до 1,5-дюймовой границы света за краем анатомии, поскольку это допускает ошибки в световом пучке в соответствии со стандартами контроля качества (отклонение 2% или 1.5 дюймов с 70-дюймовым SID).

Список литературы

• Бушонг, Южная Каролина (2017). Радиология для технологов: физика, биология и защита (11-е изд.) . Сент-Луис, Миссури: Elsevier
• Carroll, Q.B. (2018). Радиография в эпоху цифровых технологий: физика, экспозиция, радиационная биология (3-е изд.) . Спрингфилд, Иллинойс: Чарльз Томас
• Карами, В., и Забихзаде, М. (2017). Коллимация луча при рентгенографии поясничного отдела позвоночника: ретроспективное исследование. Журнал биомедицинской физики и инженерии , 7 (2), 101-106.
• Lee, B., Lee, S., Yang, I. et al. (2014). Оценка метода ступенчатой ​​коллимации для снижения дозы пациента при полной рентгенографии позвоночника. Журнал Корейского физического общества, 64 (9), 1380-1384. https://doi-org.libproxy.boisestate.edu/10.3938/jkps.64.1380
• Шерер, М., Висконти, П., Ритенур, Э. Р. и Хейнс, К. (2018). Радиационная защита в медицинской радиографии (8-е изд.) .Сент-Луис, Миссури: Эльзевир
• Робинсон, Дж. Б., Али, Р. М., Тутелл, А. К., и Хогг, П. (2017). Влияет ли коллимация на дозу облучения пациента в переднезаднем грудо-поясничном отделе позвоночника? Elsevier , 23 (3), 211-215. DOI: https://doi.org/10.1016/j.radi.2017.03.012

Дополнительная информация

С вопросами или комментариями об этом исследовании обращайтесь к Дилану Могенсену по адресу [email protected].

Асимметричная коллимация: дозиметрические характеристики, алгоритм планирования лечения и клиническое применение

Коррекция рассеяния для коллиматора SMARTZOOM на основе Монте-Карло | EJNMMI Physics

Acquisition

Все фантомные сканирования были выполнены на двухголовом SPECT / CT сканере Siemens Symbia T2 с нашим текущим клиническим протоколом сканирования для визуализации перфузии миокарда.Проекции были получены на сетке 128 × 128 с размером изотропного пикселя 4,79 мм. Окно фотопика захватывает фотоны от 129 до 150 кэВ, а окно рассеяния находится в диапазоне от 108 до 129 кэВ. Карта ослабления была создана на основе компьютерной томографии с низкой дозой. Сканер получил 34 проекции (17 на детекторную головку) более 208 ° (с начальным углом 54 °) в пошаговом режиме. Эксперименты проводились с двумя коллиматорами:

с параллельными отверстиями

Низкоэнергетический коллиматор с параллельными отверстиями высокого разрешения (LEHR) с равномерной чувствительностью по всей поверхности и обычно используется для визуализации ^99m Tc.Коллиматор имел длину отверстия 24,05 мм, диаметр отверстия 1,11 мм и толщину перегородки 0,16 мм [8]. Детекторные головки вышли на орбиту с отслеживанием тела.

SMARTZOOM

Коллиматор SMARTZOOM отличается от коллиматора с параллельными отверстиями тем, что он имеет сходящуюся часть в середине коллиматора, в то время как внешние части расходятся (см. Рисунок 1 для иллюстрации). Сходящаяся часть увеличивает чувствительность, а расходящиеся части гарантируют отсутствие артефактов усечения при реконструкции.Длина отверстия коллиматора SMARTZOOM составляла 40,25 мм, внутренний диаметр отверстия составлял 1,95 мм, а толщина перегородки составляла от 0,2 до 0,4 мм [8]. Коллиматор SMARTZOOM сложно изготовить из-за сложной геометрии, поэтому каждый коллиматор SMARTZOOM будет иметь несколько разные углы. Эти углы были измерены, и эта информация предоставляется производителем. Для коллиматоров SMARTZOOM, которые присутствовали на двух детекторных головках ОФЭКТ / КТ, фокусное расстояние составляло 54.5 и 53,2 см. Детекторные головки совершали кардиоцентрическую орбиту с фиксированным расстоянием от центра до детектора 28 см.

Иллюстрация поля зрения обычного коллиматора с параллельными отверстиями и коллиматора SMARTZOOM. Наивысшая чувствительность достигается в регионах с наибольшей плотностью линий.

Реконструкция

Фантомные снимки были реконструированы с помощью нашего собственного программного пакета реконструкции с максимальным ожиданием и максимизацией правдоподобия (MLEM) Utrecht Monte Carlo System (UMCS), который было подтверждено для множества изотопов [9, 10].UMCS учитывает затухание фотонов с помощью коррекции с картой затухания (полученной из КТ с малой дозой) и для разрешения коллиматора с помощью моделирования функции рассеяния точки (PSF), зависящей от расстояния [11]. Сравнивалась производительность двух методов коррекции рассеяния.

Окно двух энергий

Окно двухэнергетической коррекции рассеяния, при котором проекции окна рассеяния добавляются в цикл реконструкции при определенном множителе рассеяния [12], обычно используется в программном обеспечении клинической реконструкции из-за его простой реализации.Однако у этого подхода есть два недостатка. Во-первых, коэффициент множителя рассеяния выбирается для представления средней среды рассеяния (часто и также используется в этом исследовании: k = 0,5), что приводит к неоптимальным характеристикам для пациентов с не средним телосложением (например, с очень маленький или большой индекс массы тела). Во-вторых, проекции рассеяния искажаются пуассоновским шумом, что увеличивает уровень шума при реконструкции. Этот последний эффект можно (частично) компенсировать путем фильтрации проекций, но оптимальная величина применяемой фильтрации сильно зависит от конфигурации фантома и, следовательно, не использовалась в этом исследовании.

На основе Монте-Карло

Более сложный метод коррекции рассеяния — моделирование физических взаимодействий фотонов в пациенте. Это выполняется с помощью выборки фотонов из промежуточного реконструированного изображения активности на основе Монте-Карло и определения их пройденного расстояния, угла движения и потерь энергии при взаимодействии (в определенном положении рассеяния) с рассеивающей средой (карта ослабления). . Таким образом, этот процесс повторяется для 2 ^-й , 3 ^-й и т. Д.порядков рассеяния, пока фотон либо не поглотится, либо не упадет ниже предела энергии. Моделирование физики фотонов может занять много времени, но оно значительно ускоряется с помощью методов уменьшения дисперсии. Для этого в UMCS используется принудительное обнаружение на основе свертки. При принудительном детектировании на основе свертки в каждой позиции рассеяния вычисляется вероятность того, что фотон рассеивается к детектору и обнаруживается. Кроме того, вместо добавления к проекции одного события обнаружения все потенциальные события проецируются с использованием предопределенного ядра с табличной структурой.Ранее было определено, что изменение смоделированных проекций стало очень небольшим после моделирования 5 × 10 ⁶ фотонов [13], и, следовательно, это количество смоделированных фотонов использовалось для каждой проекции. Моделируемые проекции рассеяния добавляются в цикл восстановления аналогично тому, как это делается в двухэнергетическом оконном подходе.

Переменное поле зрения коллиматора SMARTZOOM было реализовано в UMCS путем деформации промежуточных объемов реконструкции и карты ослабления на этапе прямой и обратной проекции реконструкции [14] (с использованием углов отверстий коллиматора, которые предоставляет сканер. производителя) так, чтобы лучи под углом стали параллельны детектору.При таком подходе становится возможным выполнять дальнейшие операции прямой и обратной проекции (например, взвешенное суммирование объема изображения для получения проекции) так же, как это делается с коллиматорами с параллельными отверстиями. Этот подход относительно прост в реализации и имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что требуется только функция рассеяния одной точки (как функция расстояния от источника до детектора), поскольку отклик детектора приблизительно не зависит от сдвига для перемещений в плоскости детектора ( после коробления) [15].Поскольку толщина перегородки коллиматора SMARTZOOM составляла от 0,2 до 0,4 мм, функции рассеяния точки были созданы для средней толщины перегородки 0,3 мм.

Проверка

Чтобы проверить, была ли наша реализация реконструкции коллиматора SMARTZOOM точной, мы сравнили реконструкции, полученные из UMCS (с двухэнергетической оконной коррекцией), с реконструкциями из клинического программного обеспечения. Для этой задачи использовались два фантома качества изображения:

• Стойка с пятью точечными источниками (расположенными в одной плоскости) примерно 29 МБк ^99m Tc каждый, сканирование которых длилось 30 с на каждую проекцию.Этот фантом использовался для проверки того, были ли точечные источники реконструированы в одно и то же положение (проверка методологии деформации), и для определения, были ли они реконструированы как малые точечные источники (проверка реализации функции точечного рассеяния).

• Цилиндр (объем 6820 мл), равномерно заполненный 148 МБк ^99m Tc, который сканировали в течение 30 секунд на каждую проекцию. Этот фантом использовался для оценки однородности реконструкции (подтверждения подхода коррекции затухания) и структур шума реконструкции (которые зависят от используемого алгоритма реконструкции).

В клинических реконструкциях использовался алгоритм реконструкции MLEM для коллиматора с параллельными отверстиями, но использовался упорядоченный подмножество минимизатора сопряженного градиента (OSCGM) для коллиматора SMARTZOOM. Реконструкция обоих коллиматоров производилась за 30 итераций. Подмножества не использовались из-за относительно небольшого количества доступных углов проецирования.

Реконструкции UMCS использовали алгоритм реконструкции MLEM для обоих коллиматоров.Соответствующие номера итераций были выбраны путем визуального определения изображений, наилучшим образом совпадающих с клиническими реконструкциями. В результате было выполнено 40 итераций для коллиматора с параллельными отверстиями и 250 итераций для коллиматора SMARTZOOM. Реконструкции UMCS для коллиматора SMARTZOOM потребовали значительно большего количества итераций, чем клиническое программное обеспечение, из-за более быстрой сходимости алгоритма OSCGM по сравнению с MLEM [16].

И клиническая реконструкция, и реконструкция UMCS были выполнены с коррекцией затухания, моделированием функции рассеяния точки и двухэнергетической коррекцией разброса окна.Реконструкции были выполнены на сетке 128 × 128 × 128 с размером изотропного пикселя 4,79 мм и применен фильтр Гаусса пост-реконструкции 5 мм при полной ширине на полувысоте (FWHM).

Сокращение продолжительности сканирования

Возможность сокращения продолжительности сканирования оценивалась для основной задачи визуализации перфузии миокарда: обнаружения сердечного дефекта. Наиболее точное обнаружение может быть выполнено, когда (i) контраст между здоровой тканью и дефектом настолько велик, насколько это возможно, и (ii) фоновый шум минимален.Реконструкции комбинаций коллиматора и коррекции рассеяния (сделанные с использованием 100 итераций и без фильтра пост-реконструкции), следовательно, будут сравниваться по метрике, которая объединяет обе эти меры: отношение контрастности к шуму (CNR).

Контраст

Контраст был определен на антропоморфном фантоме (модель ECT / TOR / P), который содержал сердечную вставку (модель ECT / CAR / I) с дефектом 2 мл (т. Е. Без активности) (см. Рис.2). Фантом был заполнен распределением активности ^99m Tc, которое клинически встречается при визуализации перфузии миокарда (см. Таблицу 1) [5, 17].Фантом сканировался с относительно большим временем сбора данных 90 с на каждую проекцию для получения проекций с низким уровнем шума. Горячая стенка и дефект были вручную очерчены на реконструкциях ОФЭКТ, а контраст рассчитан следующим образом:

$$ \ mathrm {C} = \ frac {I _ {\ mathrm {w}} — {I} _ {\ mathrm {d}}} {I _ {\ mathrm {d}}} $$

Антропоморфный фантом, содержащий сердечную вставку с дефектом

, где I _w — интенсивность в горячей стене, а I _d — интенсивность дефекта.

Шум

Шум (рассчитанный как стандартное отклонение в интересующем объеме) в идеале должен определяться в относительно большом объеме, который не искажается эффектами разрешения. Обычно можно, например, определить шум в фоновом объеме антропоморфного фантома. Однако для коллиматора SMARTZOOM нас интересует только шум, который присутствует в «зоне наилучшего восприятия», и, следовательно, этот фантом нельзя использовать.

Вместо этого шум был определен в «зоне наилучшего восприятия» фантома цилиндра (который использовался для проверки достоверности реконструкции) с его общим числом отсчетов, масштабированным до концентрации фоновой активности фантома перфузии миокарда на уровне клинической активности ( 100 МБк из 800 МБк введенной активности в сочетании с 8 стробирующими кадрами) при сканировании с длительностью клинического сканирования (20 с на проекцию).Эти выборочные прогнозы были созданы путем помещения всех событий исходных прогнозов в список, выполнения случайного перемешивания списка и взятия первых 12% событий. Поскольку реконструкции ОФЭКТ чувствительны к шаблонам шума для этих проекций с малым количеством, процесс выборки и реконструкции повторяли 20 раз для получения статистически значимых результатов.

Контрастность шума

Обычно CNR определяется при заданном количестве итераций. Однако в данной работе это невозможно, поскольку скорость схождения между несколькими комбинациями коллиматора и коррекции рассеяния существенно различается.Вместо этого собирали максимально достигнутый CNR за итераций, так что скорость сходимости больше не влияла.

Чтобы определить уменьшение продолжительности сканирования, которое может быть достигнуто, масштабированные проекции цилиндров были дополнительно подвергнуты субдискретизации, чтобы получить проекции, которые будут получены с 95–5% (с шагом 5%) от исходной продолжительности сканирования. Максимальные значения CNR были собраны для каждой продолжительности сканирования, и было определено, при каких длительностях сканирования было достигнуто одинаковое качество восстановления.? ZE1GE: 0H $ qfˇ @ Owc; EDxd? Ic ֿ ժ ؎ խ] mu ݊` q0_ahQ7n? ~ ߹; m {h5 * (A $ + O ؠ O8F9cweZJZB`xGG, Dvg? 3GDD & gehDep [ N) 9A E # gÇ ~ IiH ‘*; #kQ ؓ .2LS` ՟ {:

C6DA]] ZiiBz! F J1qb4GXL! 8q ڎ 2 qEEoHrǢ. «TB} A #`> s BfdN! ‘»U} 6ttTd’aO; L (A, C?} G 0 ~ ᯦vC§fEӆbt?; G \ ypoEÚ iOSD / B0) 7GV [Hzva% wE ۚ 42 X {]} привет # WWW =] 6 ߃ O.eqEvJB: _ |> IkmZǧ ~ ja? bM UP2 | (0 ٟ V N) j6> | = 3> 0q # ݏ, r Awd @? Vvmz «] -‘lllQqaq5a * N8} E {Bi 0o (Ow _. ݨ & @ 1 # «kTUd; Tpȉ6fNF’Fx: 1Y-K 0’B͌!! FDLdJ sRho) «B» kcn7m1iд, *.yc 蠓 / PUX (D? kdtv f; ru] -_ @: HĿ__m5Dcbӻc7lmGV6} ztkw_ # 6_oa] «O ؤ ӊbM8ii9ͷ ۟ ߗ ‘rPҘ? C: C Pwh & = 8»kZ E 㶴 l \ SvZQr) «a ~ ؃ yFsvs» «» «» «» «» «» «, * 0 -P0 鰊 Hlv3a4pg3Sn Ճ J4l «» «» «2`.faƁQ>» «» #> (! N3: 0v ꩄo ج DDDDGC * #HVUPTv {A =! 15qJ xM * U3L = ;; D̄в5 2; X ׭2 M25. 8p Ի H; $ Ѵ @) BKrd \ GB% * | GJDfHyrZj0˖Cxe> 0B! .gg9gAmd «: $» M $ ;; ‘ lt3l | ך 2 q «Cia4-Sй» @ ʀC3 ‘OIΨ_’Һim> mL & z’7nB ᡂ x’ (L `3 & 4BPdf0a ֟ qV, [tiN8OMpòEl6Z 4] DȣOOOPwq & F = ?; 5 v [aAa; / \ cE2˺.> O.:p/iyM/ (~? K p [zwtd &> ~ 0o /} # \} Zq ~} oG:.} VxI | & Ȫzv6 «t / 6 s0HAMzIwvnu {} zQ-6GGAI LuPcc0xAwTzO9 ~ gҮao0E ~ `LkPQa & aaadWN% c @ 4mŦ} C + zwfh hvZ & AC> 7Oxa_i} Ӫm1r) l + B (pa + Pjt ڶ a; 0 ޸ # () V «: & MMX [ᅸ a0 6 *! 1B8 «» «» «8X.»B2 (c> / i \ SkvNwVZ? 6r + 4 {K) 9-6 # ո P إ NVb 톛 Xjn ܓ; B + ‘nYEO ܯ, u0 [Z0`.b ب>! H8664mv} ł0LJHL3p2} 0!; Ji ح 8 UwtgCj] u4;] 44 «, \ l K} Ba_8B-B **).) Q8AĨBw = Sm qЈg8eP

Дизайн бинарного микромолистного коллиматора с открытым исходным кодом для системы микрорадиотерапии мелких животных — Онкологический центр им. Доктора медицины Андерсона

@article {b13366e8de554e3db6f15706b7b1f7f1,

title = «Дизайн бинарного коллиматора для мелких животных с открытым исходным кодом система микрорадиотерапии «,

abstract =» Лучевая терапия с модуляцией интенсивности (IMRT) проводится в клинике на регулярной основе для создания сложных радиационных полей для лечения рака, но не была реализована в микрорадиотерапии (mRT) для доклинических систем.Многолепестковый коллиматор (MLC) является неотъемлемой частью системы лучевой терапии, которая позволяет применять IMRT. Здесь представлена ​​разработка ключевого компонента системы mRT с открытым исходным кодом для доклинических исследований. Мы разработали и изготовили бинарный микролистовой коллиматор (bmMLC) для мРТ, который может обеспечивать разрешение 1 мм или лучше в изоцентре и ослаблять более 98% рентгеновского луча 250 кВп. Это самая маленькая коллиматорная система, разработанная для систем RT, с 20 латунными пластинами толщиной 0,5 мм каждая, создающими физическое поле размером 1 см × 1 см.Режим приведения в действие листьев был вращательным, а не линейным, что типично для более крупных клинических систем ЛТ. Представленный здесь дизайн соответствовал установленным проектным требованиям и представляет собой строгий процесс проектирования, в ходе которого были исследованы несколько менее успешных проектов, которые в конечном итоге были отброшены. После изготовления конструкции были проведены испытания дозиметрических характеристик и соблюдение требований. Окончательные проекты и техническая документация bmMLC доступны в открытом доступе.»,

author =» Сурендра Праджапати, Бенджамин Кокс, Роберт Сводер, Джордж Петри и Элисейри, {Кевин В.} и Роберт Джерадж и Маки, {Томас Р.} «,

год =» 2017 «,

месяц = dec,

day = «1»,

doi = «10.1115 / 1.4038017»,

language = «English (US)»,

volume = «11»,

journal = «Journal of Medical Devices, Транзакции ASME «,

issn =» 1932-6181 «,

publisher =» Американское общество инженеров-механиков (ASME) «,

number =» 4 «,

}