ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКИЙ СКАНИРУЮЩИЙ ЦИФРОВОЙ АППАРАТ

Полезная модель относится к рентгенотехнике, а именно к рентгенографическим сканирующим цифровым аппаратам, и может быть использована в медицинских учреждениях для рентгеновской диагностики в качестве универсального многофункционального аппарата, в том числе в качестве мобильного палатного рентгенодиагностического комплекса.
Известно малодозовое цифровое сканирующее рентгенографическое устройство (см. журнал «Медицинский алфавит. Больница №12(52) 2005 г., стр.8), содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник рентгеновского излучения (РИ), щелевой коллиматор и линейный приемник РИ, при этом источник, коллиматор и приемник жестко связаны между собой общим кронштейном и перемещаются в вертикальной плоскости относительно объекта, расположенного между щелевым коллиматором и линейным приемником РИ.
Основным недостатком этого устройства является то, что устройство предназначено в основном для диагностики пациента в вертикальном положении, в частности - для флюорографии, и, с точки зрения информативности, мало подходит для других видов съемки пациента, т.к. для некоторых случаев наиболее информативным снимком будет горизонтальная или наклонная проекция, которые описаны в системе стандартных укладок (см. «Атлас укладок при рентгенологических исследованиях», А.Н.Кишковский, Л.А.Тютин, Г.Н.Есиновская, Л. Медицина Ленингр. отд-ние 1987 г.).
Кроме того, на снимках, получаемых на известном аппарате, наблюдается увеличение размеров исследуемого объекта в горизонтальной плоскости из-за веерного расхождения рентгеновских лучей, а вертикальной плоскости увеличения не происходит в связи с параллельным перемещением щелевого веерного рентгеновского пучка вдоль исследуемого объекта. В результате этого пропорции получаемых изображений значительно искажены по сравнению с получаемыми на фотопленке, что существенно затрудняет чтение снимков.
Наиболее близким к заявляемому устройству (прототипом) является диагностический рентгенографический сканирующий цифровой аппарат, содержащий последовательно расположенные на одной оптической оси источник рентгеновского излучения, щелевой коллиматор и линейный многоэлементный детектор рентгеновского излучения, которые закреплены на едином кронштейне, установленном с возможностью поворота вокруг
оси сканирования, расположенной в плоскости щели коллиматора и продольной оси линейного многоэлементного детектора, при этом кронштейн установлен на одном конце подковообразной фермы, которая установлена на платформе с возможностью поворота в осях вращения поворотного механизма, выполненного на базе двухосного карданного узла, а сама платформа размещена на вертикальной стойке с возможностью продольного перемещения (см. РСТ заявка WO 2007/129932, кл. А61В 6/03). Устройство позволяет непосредственно в приемном покое или больничной палате получать малодозовые цифровые рентгенографические снимки высокого качества, обеспечивающие максимальную информативность за счет возможности выбора соответствующего ракурса съемки.
Основным недостатком известного устройства является сложность получения снимков в наклонных проекциях, что связано с использованием в качестве поворотного механизма двухосного карданного узла. Несмотря на кажущуюся простоту двухосного карданного узла, он имеет несколько основных негативных моментов, не позволяющих в полной мере реализовать заложенные в аппарате возможности.
Основным таким моментом является зависимость передаваемого вращательного усилия от угла между входной и выходной осями карданного узла. При приближении этого угла к 90° передаваемый вращательный момент на выходной оси резко падает, а значит, вращательный момент на входной оси должен резко возрастать. Следовательно, на такие усилия должен проектироваться привод входного вала карданного узла, т.е. закладываемая в конструкцию мощность привода должна в 5-10 раз превышать минимальную мощность, необходимую для передачи вращательного момента при углах между осями карданного узла в диапазоне от 0 до 10°. При этом не только необходимо в 5-10 раз увеличить мощность используемого мотор-редуктора, а значит, и увеличить его вес и габариты, но и значительно усилить жесткость самого карданного узла, и, следовательно, существенно увеличить его вес и габариты, что сильно скажется на весогабаритных характеристиках рентгеновского аппарата в целом.
Кроме того, при углах между осями карданного узла в диапазоне 45-90°, резко усиливается нелинейность между угловыми скоростями входного и выходного валов, что существенно ухудшает плавность поворота подковообразной фермы, и, следовательно, усложняет установку строго заданного ракурса съемки. При этом необходимо предусмотреть наличие дополнительного специального тормозного устройства, которое бы точно фиксировало подковообразную ферму в заданном положении. Это связано с тем, что при сканировании объекта, особенно при наклонных ракурсах, возникают дополнительные
вращательные моменты, способные изменить первоначальное положение фермы или передать возникающую вибрацию на приемное устройство, что искажает реальную картину съемки объекта.
Технической задачей, решаемой данной полезной моделью является устранение указанных недостатков путем повышения точности установки подковообразной фермы и плавности ее поворота при одновременном сохранении строго заданного ракурса съемки при сканировании.
Указанная техническая задача в диагностическом сканирующем цифровом рентгенографическом аппарате, содержащем последовательно расположенные на одной оптической оси источник рентгеновского излучения, щелевой коллиматор и линейный многоэлементный детектор рентгеновского излучения, которые расположены на едином подвижном кронштейне, установленном с возможностью поворота вокруг оси сканирования, расположенной в плоскости щели коллиматора и продольной оси линейного многоэлементного детектора, ось вращения которого закреплена на одном из концов подковообразной фермы, которая установлена при помощи поворотного механизма на подвижной платформе вертикальной стойки, решена тем, что поворотный механизм выполнен из двух последовательно соединенных между собой входного и выходного червячных редукторов, при этом фланец крепления корпуса выходного редуктора закреплен на выходном валу входного редуктора.
Указанное выполнение устройства позволяет заменить ненадежный поворотный механизм в виде двухосного карданного узла на комбинацию двух надежных в работе и не требующих никакого ухода червячных редукторов, которые дополнительно позволяют за счет их самоторможения обеспечивать строго заданное положение подковообразной фермы. При этом вращение подковообразной фермы осуществляется каждым из червячных редукторов плавно по одной из двух взаимно перпендикулярных осей с одной и той же угловой скоростью, что в отличие от прототипа не требует от приводов приложения дополнительной мощности при любых углах поворота подковообразной фермы.
Для точной установки ракурса съемки непосредственно в процессе укладки или корректировки положения подковообразной фермы в процессе серийной съемки, входной вал каждого червячного редуктора снабжен съемной рукояткой вращения.
Для дистанционного управления поворотом подковообразной фермы, входной вал каждого червячного редуктора снабжен мотор-редуктором, т.е. электродвигателем с внутренним
редуктором. За счет применения мотор-редукторов можно программировать поворот подковообразной фермы по одной или обеим осям поворота на заданный угол.
Для повышения компактности конструкции поворотного механизма входной вал выходного редуктора установлен с возможностью вращения внутри выходного вала входного редуктора.
На фиг.1 представлен палатный вариант рентгенографического устройства.
На фиг.2 представлен вид сбоку палатного рентгенографического устройства.
На фиг.3 представлен вид с разрезом поворотного механизма подковообразной фермы, в котором входной вал выходного редуктора выведен наружу через выходной вал входного редуктора.
На фиг.4 представлен вариант общего вида поворотного механизма подковообразной фермы, в котором входной вал выходного редуктора выведен наружу через выходной вал входного редуктора, а оба входных вала снабжены мотор-редукторами.
На фиг.5 представлен вариант общего вида поворотного механизма подковообразной фермы, в котором входной вал выходного редуктора выведен наружу через выходной вал входного редуктора, а оба входных вала снабжены съемными рукоятками.
На фиг.6 представлен вариант общего вида поворотного механизма подковообразной фермы, в котором входной вал выходного редуктора выведен наружу через выходной вал входного редуктора, а оба входных вала снабжены одновременно рукоятками и мотор-редукторами.
Заявляемый рентгенографический сканирующий цифровой аппарат (фиг.1) содержит: подвижное основание 1, на котором закреплена вертикальная стойка 2 с подвижной платформой 3; поворотный механизм 4; L-образный рентгеновский модуль 5 с рентгеновским излучателем 6 и щелевым коллиматором 7, формирующим веерный пучок излучения 8 на рентгеновском приемнике 9.
На фиг.2 дополнительно представлена подковообразная ферма 11, вращающаяся вокруг оси 10, на которой закреплены рентгеновский излучатель 6, щелевой коллиматор 7 и рентгеновский приемник 9.
На представленном на фиг.3 рисунке представлена конструкция поворотного механизма 4 из двух последовательно соединенных входного и выходного червячных редукторов состоящая из: червяка 12 и шестерни 13 входного червяка, на которой закреплен фланец 14 для крепления корпуса выходного редуктора, состоящего из оси 15 с червяком 16 и
шестерни 17, на которой закреплен фланец 18 для крепления L-образного рентгеновского модуля 5.
На представленном на фиг.4 рисунке поворотного механизма 4 в сборе, входные валы обоих червячных редукторов соединены с мотор-редукторами 19 и 20.
На представленном на фиг.5 рисунке поворотного механизма 4 в сборе входные валы обоих червячных редукторов соединены со съемными рукоятками 21 и 22.
На представленном на фиг.6 рисунке поворотного механизма 4 в сборе, входные валы обоих червячных редукторов соединены одновременно с мотор-редукторами 19 и 20 и со съемными рукоятками 21 и 22.
Устройство работает следующим образом. Например, для получения снимка грудной клетки или живота пациента, L-образный рентгеновский модуль 5 поворачивают поворотным механизмом 4 на 90° от положения представленного на фиг.1 при помощи мотор-редуктора 19 (или съемной рукоятки 21) и помещают пациента в выемку L-образного модуля, максимально приближая его спиной или грудью (в зависимости от того, что нужно снимать) к приемнику 9. Требуемую высоту модуля от пола устанавливают перемещением подвижной платформы 3. Съемка объекта осуществляется поворотом подковообразной фермы 11 вокруг оси вращения 10 (см. фиг.2). При этом сканирующий веерный луч 8 (см. фиг.1) перемещается по обследуемой области тела пациента синхронно с приемником 9, который преобразует прошедшее через объект съемки излучение в цифровые сигналы, передаваемые в компьютер (на рисунке не показан) для восстановления изображения. При выполнении следующего снимка, может возникнуть необходимость изменения по высоте положения L-образного модуля 5 или по углу наклона. Для этого снова используют подвижную платформу 3 и мотор-редукторы 19 и 20 (или съемные рукоятки 21 и 22). Выполнение поворотного механизма 4 в виде двух последовательно соединенных червячных редукторов позволяет надежно фиксировать положение L-образного модуля 5 в строго заданном положении за счет самоторможения червячных редукторов, а, следовательно, без использования дополнительных стопорных механизмов.
Таким образом, заявляемое устройство позволяет плавно поворачивать подковообразную ферму на любой угол при помощи съемных рукояток или мотор-редукторов, а также надежно фиксировать ее в заданном положении.