РЕНТГЕНОВСКАЯ ДИАГНОСТИЧЕСКАЯ ТРУБКА

Заявляемый объект относится к медицинской технике, точнее к рентгеновской, и предназначен для использования в составе медицинских рентгенодиагностических аппаратов для получения стереопары рентгеновских снимков..
Известна рентгеновская диагностическая трубка, содержащая вакуумированную колбу, внутри которой находятся термокатод с фокусирующим экраном щелевидной формы, изготовленным из металла с вольфрамовой нитью накала, и анод, соединенные с внешними электрическими контактами (Чикирдин Э.Г., Мишкинис А.Б. Техническая энциклопедия рентгенолога. - М: МНПИ, 1996. - С. 159 [1]).
Известна также рентгеновская диагностическая трубка, содержащая вакуумированную колбу, внутри которой находятся термокатод с фокусирующим экраном, изготовленным из металла с вольфрамовой нитью накала, и анод, соединенные с внешними электрическими контактами (Эксплуатация и ремонт рентгенодиагностических аппаратов / Под ред. Н.Н. Блинова. - М.: Медицина, 1985. - С. 16 [2]).
Наиболее близкой по конструкции к заявляемому объекту является рентгеновская диагностическая трубка, защищенная авторским свидетельством СССР №1014067 от 30.07.1981 г. [3], содержащая вакуумированную колбу, внутри которой размещены катодный узел с вольфрамовой нитью накала, снабженной фокусирующим устройством, и вращающийся анод, выполненный в форме диска со скошенным торцом, на поверхности которого нанесена вольфрамовая мишень в виде дорожки, катодный узел и анод соединены с внешними контактами, выходящими из колбы.
Рентгеновская трубка [3], выбранная нами в качестве прототипа, предназначена для проведения стереорентгеноскопии в импульсном режиме.
Рентгеновская трубка [3], также как и все известные аналоги, не позволяют провести стереорентгенографию объекта исследования, например органов грудной полости, и получить рентгеновскую стереопару при минимальной динамической нерезкости, что продиктовано требованиями рентгеновской фотограмметрии (Черний А.Н. Рентгенотопография. - М.: Недра, 1981. - С. 94). Дело в том, что при минимальной динамической нерезкости создаются хорошие условия для формирования стереоскопической модели объекта съемки.
Целью нашей работы является создание рентгеновской диагностической трубки, обеспечивающей получение рентгеновской стереопары хорошего качества.
Технический результат полезной модели выражается в расширении арсенала рентгеновских диагностических трубок путем создания специальной трубки для стереорентгенографии. Он достигается тем, что в рентгеновской диагностической трубке, содержащей вакуумированную колбу, внутри которой размещены катодный узел с вольфрамовой нитью накала, снабженной фокусирующим устройством, и вращающийся анод, с вольфрамовой мишенью, выполненный в форме усеченного конуса, геометрическая ось которого совпадает с осью вращения анода, колба имеет форму цилиндра вращения с плоским дном и цилиндрической горловиной, а вращающийся анод установлен таким образом, что ось вращения мишени совмещена с геометрической осью цилиндрической колбы, кроме того, рентгеновская диагностическая трубка дополнена вторым катодным узлом, конструкция которого идентична первому, при этом, первый и второй катодные узлы находятся с диаметрально противоположных сторон диска мишени, а нити накала расположены так, что прямая, проведенная через их середину, пересекает ось вращения мишени, диаметр которой равен 100-120 мм, под прямым углом, кроме того, угол наклона образующей усеченного конуса диска мишени составляет 45-48° к ее основанию.
В дальнейшем описание сопровождается чертежами и пояснениями к ним. На фиг. 1 показана конструкция предложенной рентгеновской трубки, а на фиг. 2 - блок-схема подключения рентгеновской трубки к источникам электропитания и геометрия стереорентгенографии.
Рентгеновская диагностическая трубка содержит вакуумированную колбу 1, выполненную из стекла в форме цилиндра вращения с плоским дном 2 и цилиндрической горловиной 3. Внутри колбы 1 находится вращающийся анод 4 с вольфрамовой мишенью 5, представляющей собой диск в форме усеченного конуса, геометрическая ось которого совпадает с геометрической осью цилиндрической колбы 1. Диаметр диска мишени 5 равен 100-120 мм, а угол α наклона образующей усеченного конуса мишени 5 составляет 45-48° к ее основанию. Значения этих параметров будут обоснованы ниже. Диск мишени 5 закреплен на медном роторе 6, который является частью асинхронного двигателя, катушка статора которого (на фиг. не показана) располагается с внешней стороны горловины 3 колбы. Ротор 6 закреплен на стальной оси 7, посредствам подшипников качения (на фиг. не показаны). Ось 7 выходит за пределы колбы, ее внешний торец жестко соединен с электрическим контактом 8, предназначенным для подключения анода к высоковольтному трансформатору. Внутри колбы 1 закреплены два катодных узла 9 и 10 идентичной конструкции, расположенные с диаметрально противоположных сторон диска мишени 5. Каждый катодный узел имеет вольфрамовую нить накала 11, снабженную фокусирующим экраном 12. Нити накала 11 катодных узлов 9 и 10 расположены так, что прямая, проведенная через их середину, пересекает ось вращения мишени под прямым углом. Нити накала 11 катодных узлов 9 и 10 электрически соединены с контактами, соответственно 13 и 14, выходящими из колбы 1.
Нить накала 11 катодного узла 9 через контакт 13 подключена к накальному трансформатору 15, а нить накала 11 катодного узла 10 через контакт 14 подключена к накальному трансформатору 16. Накальные трансформаторы 15 и 16 находятся в трансформаторном блоке 17, где также расположен высоковольтный трансформатор 18, положительный полюс (+) которого подключен к контакту 8 вращающегося анода 4. Отрицательный полюс (-) высоковольтного трансформатора 18 соединен с цепью накала катодных узлов 9 и 10. Управление работой трансформаторным блоком осуществляется оператором с пульта управления 19.
Рентгеновская диагностическая трубка предназначена для комплектации рентгеновских штативов, предназначенных для проведения стереорентгенографии. В рабочем состоянии на штативе рентгеновская трубка находится в рентгенозащитном кожухе, заполненном трансформаторным маслом (на фиг. не показан). Рентгеновское излучение возникает при резком торможении электронов, эмитируемых нитями накала И левого 9 и правого 10 катодных узлов. Для формирования стереоскопического рентгеновского пучка используется специальная диафрагма 20. В зоне стереоскопического перекрытия S левого L и правого K рентгеновских пучков находится объект съемки M на деке 21 предметного стола, под которой установлен приемник 22 рентгеновского излучения, например плоская цифровая панель (фиг. 2).
Стереорентгенография объекта съемки M производится путем поочередного облучения объекта M левым L и правым R рентгеновскими пучками. Энергетический и временной режимы съемки задаются на пульте управления 19, с этого пульта оператор производит включение рентгеновского аппарата.
В большинстве случаев стереорентгенография объекта съемки М (например органов грудной полости, органов желудочного тракта, черепа) производится при расстоянии фокус-детектор равном 800-1000 мм. При такой высоте съемки диаметр диска мишени целесообразно выбрать равным 100-120 мм, так как это расстояние определяет базис стереорентгенографии, обеспечивающий хороший стереоскопический эффект при наблюдении стереомодели отснятого объекта на стереоскопе. Как уже говорилось выше, угол α наклона образующей усеченного конуса мишени 5 составляет 45-48° к ее основанию. Этот диапазон является оптимальным для формирования перекрывающихся рентгеновских пучков L и R.
Предложенная рентгеновская трубка может найти широкое применение в клинической медицине в составе стереорентгенографических аппаратов.