УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

Полезная модель относится к области медицинской рентгенодиагностики и предназначена для получения трехмерных изображений участков челюстно-лицевого отдела головы пациента.
Известно устройство для получения рентгеновских изображений при проведении рентгенодиагностики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, реализующее схему съемки квазипараллельным пучком рентгеновского излучения с большого фокусного расстояния или длиннотубусная съемка (Рабухина Н.А., Аржанцев А.П. Рентгенодиагностика в стоматологии. - Москва.: ООО «МИА», 2003. - 452 с, стр. 16).
С целью получения квазипараллельного пучка рентгеновского излучения объект съемки, например зуб с прилегающими анатомическими структурами, располагается на достаточно большом фокусном расстоянии f от источника излучения. Величина f при длиннотубусной съемке составляет 300-400 мм. Двухкоординатный приемник изображения, размеры которого определяют размеры диагностируемого участка челюстно-лицевого отдела, располагаются вплотную за объектом съемки. В конструкции источника рентгеновского излучения (рентгеновского аппарата) используется специальный тубус, который формирует поле облучения на поверхности объекта съемки. Поскольку размеры выходного окна тубуса соответствуют размерам приемника изображения, облучению подвергается только диагностируемый участок челюстно-лицевого отдела.
Описанное устройство позволяет получить двумерные изображения отдельных зубов, включая прилегающие анатомические структуры. В целом изображение характеризуется как плоское и теневое, поскольку содержит наложенные друг на друга в одной плоскости тени (проекции) от всех деталей строения объекта съемки, лежащих на пути пучка рентгеновского излучения.
1
1
2
Известно устройство для рентгенодиагностики в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, реализующее схему съемки широкорасходящимся пучком рентгеновского излучения с малого фокусного расстояния или микрофокусный способ съемки (Васильев А.Ю. Рентгенография с прямым многократным увеличением в клинической практике. - М.: ИПТК ЛОГОС, 1998). Это устройство выбрано в качестве прототипа. Оно включает в себя источник рентгеновского излучения на основе из микрофокусной рентгеновской трубки с полым вынесенным анодом и мишенью прострельного типа, катодным узлом, состоящим из V-образного катода и фокусирующего электрода, а также приемник рентгеновского изображения. В устройстве используется источник рентгеновского излучения с неподвижным в процессе съемки точечным фокусным пятном. Объект съемки располагается на небольшом фокусном расстоянии f от источника излучения. Величина f при микрофокусной съемке составляет 50÷60 мм. Двухкоординатный приемник рентгеновского изображения располагается на расстоянии f, равном 10÷20 мм, за объектом съемки. Благодаря этому размеры изображения объекта съемки увеличены по сравнению с его истинными анатомическими объектами. В целом изображение характеризуется как псевдообъемное, построенное по законам линейной перспективы (Грязнов А.Ю., Потрахов Е.Н., Потрахов Н.Н. Эффект «псевдообъемного» изображения в микрофокусной рентгенографии // Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2009, №2, с. 18-24).
Практика показывает, что информативность рентгеновских снимков, полученных способом микрофокусной съемки, существенно выше, чем снимков полученных способом длиннотубусной съемки. Микрофокусные снимки позволяют точнее определить соотношение размеров деталей, а также оценить их расположение по глубине объекта. Однако как устройство - аналог, так и устройство - прототип не позволяют получить трехмерное изображение объекта дентальной съемки, которое в ряде случаев необходимо для своевременной и точной установки диагноза.
Задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является создание устройства, позволяющего получить трехмерные рентгеновские изображения отдельных участков челюстно-лицевого отдела.
Техническим результатом является улучшение качества - повышение контрастной чувствительности получаемых рентгеновских изображений и их информативности.
Для получения указанного технического результата в устройстве для получения рентгеновских изображений, включающем в себя источник рентгеновского излучения, на основе из микрофокусной рентгеновской трубки с полым вынесенным анодом и мишенью прострельного типа, катодным узлом, состоящим из V-образного катода и фокусирующего электрода, а также приемник рентгеновского изображения, на аноде дополнительно расположены две пары отклоняющих катушек и одна фокусирующая катушка, катушки каждой пары расположены диаметрально противоположно друг другу, оси, на которых размещены катушки каждой пары, взаимно перпендикулярны друг другу и находятся в плоскости, перпендикулярной продольной оси анода
Сущность заявляемого технического решения поясняется следующими графическими материалами: на фиг. 1 представлена структурная схема устройства для получения трехмерных рентгеновских изображений; на фиг. 2а представлена рентгенооптическая схема способа получения рентгеновских изображений с помощью «локальной» дентальной томографической съемки; на фиг. 2б представлена траектория движения фокусного пятна источника рентгеновского излучения в процессе съемки
Устройство для получения рентгеновских изображений, (фиг.1) включает в себя источник рентгеновского излучения 1 на основе микрофокусной рентгеновской трубки 2 с полым вынесенным анодом 3 и мишенью прострельного типа 4, и катодным узлом, состоящим из V-образного катода 5 и фокусирующего электрода 6, на аноде 3 расположены две пары отклоняющих катушек 7 (на фиг. 1 указана одна пара катушек, вторая пара не указана) и одна фокусирующая катушка 8, катушки 7 каждой пары расположены диаметрально противоположно друг другу, оси, на которых размещены катушки 7 каждой пары, взаимно перпендикулярны друг другу и находятся в плоскости, перпендикулярной продольной оси анода 3, также имеется приемник рентгеновского изображения 9, построенный на основе рентгеночувствительной ПЗС-матрицы 10, блока обработки изображения 11 и персонального компьютера 12.
Устройство работает следующим образом. Катодный узел рентгеновской трубки 2, состоящий из V-образного катода 5 и фокусирующего электрода 6, формирует пучок электронов 13, который ускоряется за счет напряжения отрицательной полярности, приложенного к катоду 5 трубки 2, и попадает в полый вынесенный анод 3. На анод 3 надеты две пары отклоняющих катушек 7 и одна фокусирующая катушка 8. Катушки каждой пары расположены диаметрально противоположно друг другу. Оси, на которых размещены катушки каждой пары, взаимно перпендикулярны друг другу и находятся в плоскости, перпендикулярной продольной оси анода. Отклоняющие катушки 7 путем подачи на них напряжения синусоидальной формы дискретно перемещают пучок электронов по окружности диаметром 20 мм на мишени 4. Максимальный шаг дискретизации по окружности 45 градусов, соответственно количество фиксированных положений электронного пучка на мишени 4 - не менее 8. Соответственно точечное фокусное пятно 14 источника рентгеновского излучения 1 в процессе съемки также дискретно с некоторым шагом движется по окружности в плоскости мишени 4 источника 1 (фиг. 2а). На фиг. 2б показаны положения фокусного пятна ⌀1, ⌀2, ⌀x, двигающегося по окружности. Объект съемки 15 последовательно просвечивается с разных направлений. Отдельные изображения проекций участка регистрируется двухкоординатным приемником изображения 9. Последующая обработка полученной информации с помощью специальной компьютерной программы позволяет получить изображение сечения объекта съемки 15 по любой из трех координат, то есть построить (синтезировать) его трехмерное изображение.
При проведении рентгенодиагностики источник излучения 1, объект съемки 15 и приемник изображения 9 располагаются на одной оси, совпадающий с осью рентгеновской трубки 2 и проходящей через центр диагностируемого участка, а также перпендикулярно поверхности рентгеночувствительной ПЗС-матрицы 10, которая располагается внутри ротовой полости непосредственно за диагностируемым участком.
Вследствие того, что в процессе съемки электронный пучок и, соответственно, фокусное пятно движутся по окружности, диагностируемый участок последовательно просвечивается с разных направлений. Время нахождения фокусного пятна в каждом положении синхронизировано с временем регистрации изображения матрицей 10. Длительность одного оборота пятна, с учетом времени нахождения в каждом из восьми положений, составляет около одной секунды. Длительность последующей компьютерной обработки полученных изображений восьми проекций диагностируемого участка - 100÷120 секунд. Получаемая в процессе обработки информация позволяет построить на мониторе 12 ПК изображение любого произвольного сечения диагностируемого участка челюстно-лицевой области. При этом толщина выделенного слоя изображения конкретного сечения определяется размерами фокусного пятна и разрешающей способностью ПЗС-матрицы. На самом изображении отсутствуют наложенные тени от деталей структуры участка, находящихся как перед, так и за выделенным слоем данного сечения. В результате получаются рентгеновские изображения улучшенного качества с повышенной информативностью.
При изготовлении устройства может быть использован моноблочный источник рентгеновского излучения РАП-100 на основе микрофокусной рентгеновского трубки ОДТ-100, а также приемник рентгеновского изображения «РЕНТГЕНОВ ИДЕОГРАФ» на основе рентгеночувствительной ПЗС-матрицы ССД-78.