Khảo sát khả năng phân biệt vật liệu của thiết bị cắt lớp điện toán công nghiệp CT GORBIT 160

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Tên đề tài

Khảo sát khả năng phân biệt vật liệu của thiết
bị cắt lớp điện toán công nghiệp

CT-GORBIT 160
SVTH : Đỗ Trọng Viễn
CBHD : KS. Nguyễn Hữu Quang
CN. Đặng Nguyễn Thế Duy
CBPB : TS. Huỳnh Trúc Phương


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
 Khái

quát về ứng dụng kỹ thuật hạt nhân
sử dụng gamma truyền qua
 Trọng tâm đề tài
 Tìm hiểu
 Giải quyết
 Kết quả đạt được
 Kết luận chung


1. Khái quát về ứng dụng kỹ thuật hạt
nhân sử dụng gamma truyền qua
 Kỹ

thuật hạt nhân, một ngành mới trong thời đại
công nghiệp hóa, hiện đại hóa.

 Ứng dụng của hạt nhân đang được đưa vào
các ngành công nghiệp hiện đại.
 Kỹ thuật chụp cắt lớp điện toán bằng tia gamma
truyền qua (Gamma transmission computed
tomography).


1. Khái quát về ứng dụng kỹ thuật hạt
nhân sử dụng gamma truyền qua
 Chụp

cắt lớp điện toán (CT) là kỹ thuật dựng lại
hình ảnh bên trong của vật thể bằng bức xạ
truyền qua hoặc phát xạ, nguyên lý dựa vào
biến đổi Radon (ước tính giá trị hình chiếu) và
Iradon (ước đoán giá trị hình ảnh)


1. Khái quát về ứng dụng kỹ thuật hạt
nhân sử dụng gamma truyền qua
 Hai

cấu hình đo được áp dụng trên thiết
bị CT sử dụng tia bức xạ truyền qua:
song song (thiết bị CT thế hệ thứ nhất và
thứ hai) và hình quạt (thiết bị CT thế hệ
thứ 3, thứ 4 và một số thế hệ tiên tiến
khác).

1. Khái quát về ứng dụng kỹ thuật hạt
nhân sử dụng gamma truyền qua
 Một

số thiết bị chụp cắt lớp trên thế giới.

1 nguồn – 1 đầu dò

1 nguồn – nhiều đầu dò

Nguồn Cs-137 hoạt
độ 20mCi

Nguồn Cs-137 hoặc
Ba-133 có hoạt độ từ 10
– 50 mCi

Đầu dò NaI kích
thước 2” x 2”
Chuẩn trực từ 5 –
10mm

Đầu dò mảng CsI(Na)

1 nguồn – 32 đầu dò
hình quạt
Tốc độ đo cao
(1”/1hình chiếu)

1. Khái quát về ứng dụng kỹ thuật hạt
nhân sử dụng gamma truyền qua
 Thiết

bị GORBIT-160.


Trọng tâm đề tài
 Khảo

sát độ tương phản của hệ thiết bị
GORBIT-160:
 Khả

năng phân biệt của hệ CT có thể phân biệt
được những khoảng mật độ nào, khoảng nào là
cần thiết được ứng dụng?
 Khả năng phân biệt của hệ có thể đạt độ chính
xác là bao nhiêu?


2. Tìm hiểu
 Độ

tương phản là độ phân biệt nhỏ nhất giữa 2
mật độ có mặt trong đối tượng.
 Hệ thiết bị khảo sát: GORBIT 160
lý hoạt động: 1 nguồn – 1 đầu dò.
 Các Nguyên
yếu tố ảnh

hưởng đến độ tương phản của
Kích thước vật thể tối đa: 600 mm.
hệ thiết
Kíchbị.
thước hình ảnh tối đa: 256 x 256 pixel.
 Năng
xạ
Thờilượng
gian đobức
tối thiểu/tổng
tia: 1 giây.
Dải mật
độtái
khảo
0 –ảnh
7 g/cm3 (không khí – thép).
 Thuật
toán
tạosát:
hình
 Các yếu tố khác


3. Giải quyết vấn đề
1. Thiết lập, khảo sát độ ổn định hệ thiết bị.


Thực hiện với nguồn Cs-137, đầu dò NaI (Tl) kích
thước 1 x 1”, sau đó thay thế bằng nguồn Co-60 và
đầu dò NaI (Tl) kích thước 2 x 2”.

3. Giải quyết vấn đề
2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến độ tương phản của
hệ thiết bị.
 Năng lượng bức xạ.
 Cấu hình đo: •Khoảng cách đầu dò-nguồn: 450 mm
•Bề dày chuẩn
trực: 50 mm
Cs-137
•Độ mở chuẩn trực nguồn: 6 mm
•Độ mở chuẩn trực detector: 6 mm
•Đầu dò sử dụng: NaI(Tl) 2 x 2” và 1 x 1”
•Nguồn Co-60 và nguồn Cs-137
•Thời gian đo/tia: 1 giây
Co-60


3. Giải quyết vấn đề
•

Thí nghiệm 2:

Cs-137

Co-60


3. Giải quyết vấn đề
Thuật toán tái tạo hình ảnh


•

Hệ số đánh giá: Root Mean Square Error (RMSE)
theo giá trị tính và theo hệ số hấp thụ tuyến tính()


ART:

RMSE = 11.8%

RMSE = 16.3%


FBP:

RMSE = 13.7%

RMSE = 26.3%

•

EM:

RMSE = 15.5%

RMSE = 29.6%
Thuật toán tối ưu trong trường
hợp này.

3. Giải quyết vấn đề


Các yếu tố khác:
•
•
•
•

Kích thước vật thể.
Độ mở chuẩn trực.
Khoảng cách nguồn – đầu dò.
Thời gian đo và hoạt độ nguồn.


3. Giải quyết vấn đề
3. Đánh giá khả năng phân biệt của hệ thiết
bị.




Đánh giá khoảng mật độ có thể phân biệt của
hệ CT.
Đánh giá khả năng phân biệt vật liệu của hệ
thiết bị GORBIT 160, đánh giá sai số.



Lấy thanh sắt kích thước lớn nhất (20mm) làm chuẩn.
Tính toán sai số đối với các thanh vật liệu khác:


4. Kết quả đạt được
 Trình

bày được tổng quan về kỹ thuật
chụp ảnh cắt lớp trong công nghiệp.
 Giới thiệu được thiết bị chụp cắt lớp điện
toán.
 Thực hiện được một số thí nghiệm khảo
sát.
 Tìm hiểu khả năng tái tạo hình ảnh của hệ
thiết bị CT GORBIT-160.


5. Kết luận
 Đạt

được một số kết quả nhất định.
 Còn một số vấn đề ảnh hưởng đến khảo
sát.
 Việc khảo sát vẫn chưa hoàn thiện, còn
nhiều vấn đề cần thời gian tìm hiểu nhiều
hơn.


CẢM ƠN QUÝ THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN

The end

ĐÃ LẮNG NGHE