ЦИФРОВАЯ РЕНТГЕНОФЛЮОРОГРАФИЧЕСКАЯ КАМЕРА

Предлагаемое техническое решение относится к области медицинской техники, точнее к рентгеновским флюорографам, используемым для скрининг-диагностики заболеваний органов грудной полости.
Известна цифровая рентгенофлюорографическая камера, в которой в качестве фотодетектора используется запоминающий экран, нанесенный на поверхность барабана. После экспозиции считывание скрытого изображения производится с помощью инфракрасного лазера (Авторское свидетельство №1018623, от 13.10.82, А61В 6/00) [1].
Применение фотодетектора с запоминающим экраном [1] позволяет на порядок снизить лучевую нагрузку на пациента (по сравнению с пленочным флюорографом). Однако данная технология получения флюорографического снимка чрезвычайно дорога. В нашей стране фото детекторы с запоминающим экраном не выпускаются и в практике фтизиопульмонологии не применяются.
Известна также цифровая рентгенофлюорографическая камера, содержащая фоторегистратор, включающий флюоресцирующий экран и сверхсветосильный объектив с ПЗС-матрицей, закрепленный в светонепроницаемом корпусе, защищенным свинцом, с входным окном, закрытым защитным экраном из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которому примыкает флюоресцирующий экран (Основы рентгенодиагностической техники. - Под редакцией Н.Н. Блинова. - М.: Медицина, 2002. - С. 192) [2]. Цифровая рентгенофлюорографическая камера [2] входит в состав легочного флюорографа, например «Ренекс-Флюоро», выпускаемого отечественной фирмой «Гелпик».
Средняя эффективная доза, получаемая пациентом на камере [2] составляет 50 мкЗв. Эта доза значительно ниже, чем на пленочной камере, что позволяет широко использовать цифровую камеру [2] для скрининг-диагностики заболеваний органов грудной полости.
Недостатком цифровой рентгенофлюорографической камеры [2], как и всех известных аналогов является отсутствие в ее конструкции аналитической системы, обеспечивающей машинную диагностику цифрового изображения в режиме норма - патология. Дело в том, что при скрининг-диагностике заболеваний органов грудной полости, проводимой например с целью выявления туберкулеза легких на ранней стадии развития болезни, врачу-рентгенологу за рабочую смену приходится просматривать большое число изображений (до 250). По причине утомления зрения, особенно в конце смены, происходит просмотр патологии. Согласно статистики, это происходит в 30% случаях, что конечно не допустимо при таком грозном заболевании как туберкулез.
Наиболее близкой по конструкции к заявляемому объекту является цифровая флюорографическая камера, содержащая светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым защитным экраном из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которому со стороны камеры примыкает флюоресцирующий экран плоской формы, оптически сопряженный посредством светосильного объектива с фоторегистратором цифрового типа, соединенным с блоком обработки электрического сигнала, включающего усилитель сигнала, аналого-цифровой преобразователь, схему формирования цифровой матрицы изображения, подключенную через схему воспроизведения к видеомонитору, а также, блок обработки электрического сигнала содержит цифровой архив тестовых снимков, и компаратор, имеющий два входа, один из которых подключен через коммутатор к архиву тестовых снимков, а другой - к цифровой матрице текущего изображения, а выход компаратора соединен с анализатором результирующего сигнала, снабженным индикатором «Норма - патология», при этом блок обработки электрического сигнала подключен к пульту управления (Патент на полезную модель №117792 от 08.02.2012 [3].
Аналог [3] был выбран нами в качестве прототипа.
Цифровая камера [3] значительно облегчает работу рентгенолога, так как позволяет в автоматическом режиме выявлять на рентгеновском снимке возможную легочную патологию.
Недостаток прототипа [3] выражается в низкой точности выявления патологии. Одной из причин тому является отсутствии в цифровой камере [3] элементов юстировки компаратора, в котором производится сравнение текущего рентгеновского изображения с тестовым снимком. Дело в том, что при сравнительном анализе этих снимков они должны совпадать как по масштабу, так и по положению. Добиться этого можно путем юстировки компаратора. Отсутствие такой возможности в прототипе снижает точность работы цифровой камеры [3].
Целью настоящей работы является оснащение цифровой рентгеновской камеры элементами юстировки компаратора.
Технический результат полезной модели выражается в расширении технических средств машинной рентгенодиагностики. Он достигается тем, что в цифровой рентгенофлюорографической камере, содержащей светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым защитным экраном из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которому с внутренней стороны камеры примыкает флюоресцирующий экран плоской формы, оптически сопряженный посредством светосильного объектива с фоторегистратором цифрового типа, соединенным с блоком обработки электрического сигнала, включающего усилитель сигнала, аналого-цифровой преобразователь, схему формирования цифровой матрицы изображения, подключенную через схему воспроизведения к видеомонитору, а также, блок обработки электрического сигнала с цифровым архивом тестовых снимков, и компаратором, имеющим два входа, один из которых подключен через коммутатор к архиву тестовых снимков, а другой - к цифровой матрице текущего изображения, а выход компаратора соединен с анализатором результирующего сигнала, снабженным индикатором «Норма - патология», при этом блок обработки электрического сигнала подключен к пульту управления, на внешней поверхности защитного экрана, по его углам, на расстоянии 20-25 мм от ближайших границ рабочего поля облучения закреплены координатные метки, выполненные из рентгеноконтрастного материала, а блок обработки электрического сигнала дополнен электрической схемой масштабирования тестового снимка и схемой перемещения тестового снимка относительно текущего изображения в двух взаимно перпендикулярных направлениях.
Далее описание сопровождается рисунками и пояснениями к ним. На фиг. 1 приведена блок-схема цифровой рентгенофлюорографической камеры, на фиг. 2 показано расположение координатных меток на защитном экране, а на фиг. 3 представлены основные элементы блока обработки электрического сигнала.
Цифровая рентгенофлюорографическая камера содержит светонепроницаемый корпус 1, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым защитным экраном 2 из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, например алюминия, к которому с внутренней стороны камеры примыкает флюоресцирующий экран 3 плоской формы, оптически сопряженный посредством светосильного объектива 4 с фоторегистратором 5 цифрового типа (ПЗС-матрицей), соединенным с блоком обработки электрического сигнала 6. Блок обработки электрического сигнала 6 подключен к пульту управления 7, выполненному в виде клавиатуры к микропроцессору, расположенному в корпусе пульта управления 7. К пульту управления 7 подключен также видеомонитор 8, соединенный с блоком обработки электрического сигнала 6 и рентгеновский генератор 9, соединенный с рентгеновским излучателем 10.
А
В
С
D
На внешней поверхности защитного экрана 2, по его углам, на расстоянии 20-25 мм от ближайших границ рабочего поля облучения 11 закреплены координатные метки 12, 12, 12, 12, выполненные из рентгеноконтрастного материала, например свинца, имеющие, например, форму кольца, выполненного, например, из проволоки диаметром 1-1,5 мм, с центральным шариком диаметром 2-2,5 мм (фиг. 2).
1
2
1
Блок обработки электрического сигнала 6 содержит усилитель сигнала 13, приходящего с цифрового фоторегистратора 5 (фиг. 3), аналого-цифровой преобразователь 14, схему формирования цифровой матрицы изображения 15, подключенную через схему воспроизведения 16 и коммутатор 17, переключаемый клавиатурой пульта управления 7 к видеомонитору 8. Ячейка 15 предназначена для хранения цифровых рентгеновских снимков, выполненных за рабочую смену и подлежащих анализу. Выбор того или иного снимка осуществляется рентгенологом с помощью клавиатуры пульта управления 7. В состав блока обработки электрического сигнала 6 входит также архив тестовых снимков 18 и компаратор 19, имеющий два входа, один из которых подключен к архиву тестовых снимков 18. Это подключение осуществлено через переключатель 20, электрическую схему масштабирования цифрового изображения 21 и электрическую схему 22 перемещения тестового снимка в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Переключатель 20 и электрические схемы 21, 22 соединены через коммутатор 23 с пультом управления 7 и управляются его клавиатурой. Второй вход компаратора 19 подключен к схеме формирования цифровой матрицы изображения 15. Выход компаратора 19 соединен с анализатором результирующего сигнала 24, снабженным индикатором 25 «Норма (n) - патология (p)».
А
В
С
D
Предложенная цифровая рентгенофлюорографическая камера предназначена для работы в составе цифрового легочного флюорографа, например «Ренекс-Флюоро» фирмы «Гелпик». Ее работа основана на компарировании - сравнении изображений текущего и тестового снимков. При сравнительном анализе этих снимков они должны совпадать как по масштабу, так и по положению. Добиться этого можно путем юстировки компаратора. Отметим, что все тестовые снимки должны быть выполнены на том же цифровом легочном флюорографе, оснащенным цифровой камерой с координатными метками 12, 12, 12, 12. Все тестовые снимки хранятся в цифровом виде в архиве 18.
А
В
С
D
1
А
В
С
D
1
Юстировка компаратора 19 производится следующим образом. Вначале на цифровом флюорографе выполняется снимок без пациента, на котором изображаются координатные метки 12, 12, 12, 12. Цифровое изображение этих координатных меток из ячейки 15 вводится в компаратор 19 и изображается на экране видеомонитора 8. Далее из архива 18 в компаратор 19 вводится любой из тестовых снимков (все тестовые снимки, хранящиеся в архиве 18, геометрически сопряжены между собой). Изображение тестового снимка, введенного в компаратор 19, также выводится на видеомонитор 8. После этого рентгенолог с помощью клавиатуры пульта управления 7 производит перемещение на видеомониторе 8 тестового снимка (при необходимости изменяя его масштаб) до совпадения изображения его координатных меток 12, 12, 12, 12 с изображением координатных меток текущего снимка, введенного в компаратор из ячейки 15. После этой операции в компараторе 19 текущий и тестовый снимки будут совпадать между собой как по масштабу, так и по положению. Юстировку компаратора 19 необходимо проводить не реже одного раза в месяц.
1
Цифровая рентгенофлюорографическая камера в практической работе используется следующим образом. После выполнения флюорографии текущее изображение легких выводится на экран видеомонитора 8 для его предварительного просмотра. При отсутствии на нем явных патологических изменений рентгенолог переходит ко второму этапу анализа. Для этого с помощью клавиатуры пульта управления 7 рентгенолог вводит в микропроцессор данные (возраст, пол пациента, его телосложение, режимы флюорографии), необходимые для выбора тестового изображения. Тестовое изображение легких, характеризующее норму, хранится в архиве тестовых снимков 18 и используется как эталонное. Далее рентгенолог задает расположение и размеры участка измерения, например верхняя доля правого легкого, диаметр участка измерения 40 мм. После этого по команде с пульта управления 7 этот участок тестового снимка через переключатель 20 вводится в левый вход компаратора 19, а в правый вход компаратора 19 вводится аналогичный участок текущего изображения; он поступает из цифровой матрицы 15. В компараторе 19 сравниваются относительные значения яркостей выбранных участков тестового и текущего цифровых изображений (относительное значение яркости определяется как разность яркостей целевого участка и чистого, незатененного телом пациента). Анализатор 24 результирующего сигнала определяет отклонение по яркости измеряемого участка текущего изображения от тестового. При отклонении относительной яркости текущего изображения от тестового до 3% текущее изображение считается в норме и на индикаторе 25 загорается буква n. Если результат измерения превышает это значение (более 3%), то на индикаторе 25 появляется буква p (означающая возможную патологию). В этом случае рентгенолог приступает к более тщательному анализу текущего изображения легких.