РЕНТГЕНОВСКИЙ ФИЛЬТР

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к рентгеновской и предназначено для использования в составе рентгеновского излучателя диагностического аппарата сканирующего типа, оснащенного щелевым коллиматором, для формирования рабочего пучка в определенном диапазоне рентгеновского спектра.
Рентгеновские фильтры используются главным образом для ослабления мягкой компоненты спектра, что приводит к снижению облучения пациентов и медицинского персонала.
Известен рентгеновский фильтр на основе полимерной пленки, покрытой слоем серы (Авторское свидетельство СССР №432698 от 29.09.1969 г. [1])
Известен также рентгеновский фильтр из однородного материала в форме ступенчатого клина (Патент РФ №2367122 от 11.02.2008 г. [2])
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является рентгеновский фильтр, содержащий плоскопараллельную пластину из однородного металла, которая могут быть закреплена посредством держателя в рентгеновском пучке излучателя, оснащенного щелевым коллиматором. В комплект рентгеновского аппарата входит несколько фильтров, отличающихся своей толщиной (Основы рентгенодиагностической техники/ Под ред. Н.Н. Блинова. - М.: Медицина, 2002, С. 40[3]). Наибольшее применение нашли плоские фильтры из алюминия, вставленные в прямой пучок излучателя на входе диафрагмы. Вставные фильтры изготавливают в виде пластин размером (80-100)×(100-120) мм разной толщины (от 1 до 2 мм). Выбор того или иного фильтра определяется анодным напряжением на рентгеновской трубке. Замена фильтров производится рентгенологом вручную при изменении энергетического режима рентгенографии.
Аналог [3] выбран в качестве прототипа.
Недостатком прототипа [3] является наличие в его составе набора пластин различной толщины и ручная установка (замена) соответствующей пластины при изменении энергетического режима рентгенографии. Кроме того, отсутствие возможности плавной регулировки толщины фильтра не позволяет врачу произвести более тонкую настройку рентгеновского аппарата, например при съемке анатомических препаратов.
Технический результат заявляемой полезной модели выражается в расширении арсенала технических средств фильтрации рентгеновского излучения. Он достигается тем, что в рентгеновском фильтре, содержащем плоскопараллельную пластину из однородного металла, которая могут быть установлена посредством держателя в рентгеновском пучке излучателя, оснащенного щелевым коллиматором, боковой торец плоскопараллельной пластины закреплен на оси, проходящей перпендикулярно относительно центрально луча рентгеновского пучка излучателя, оснащенной механизмом ее плавного разворота в пределах от arc sinα=2h/0,5s до 90° относительно направления центрально луча рентгеновского пучка излучателя, где h - ширина щелевого канала коллиматора, as- длина плоскопараллельной пластины.
На прилагаемых рисунках поясняется конструкция предлагаемого устройства: на фиг. 1 показан вид сбоку в разрезе, на фиг. 2 - вид по стрелке А, фиг. 1. На фиг. 3 показана геометрия минимального угла arc sinα=2h/0,5s.
Рентгеновский фильтр установлен на входе рентгеновского щелевого коллиматора 1, жестко соединенного с рентгеновским излучателем 2. Рентгеновский щелевой коллиматор 1 изготовлен из материала с высоким атомным номером, например вольфрама, с шириной щелевого канала 3, равным h, например 1 мм. Рентгеновский фильтр имеет корпус 4 цилиндрической формы, изготовленный из материала с высоким атомным номером, например вольфрама. Внутри цилиндрического корпуса 4 находится плоскопараллельная пластина 5 из однородного металла, например алюминия, толщиной, например 1 мм. Боковой торец 6 плоскопараллельной пластины 5 закреплен на оси 7, снабженной рукояткой 8 (фиг. 2), обеспечивающей плавный разворот плоскопараллельной пластины 5 в пределах от arc sinα=2h/0,5s до 90° относительно направления центрально луча i рентгеновского пучка γ излучателя 2, где h - ширина щелевого канала 3 коллиматора 1, а s - длина плоскопараллельной пластины 5. В основании рукоятки 8 закреплена стрелка 9, а на боковой поверхности 10 установлена шкала 11 для определения оптимального значения угла разворота плоскопараллельной пластины 5, например равного 45°.
Работа рентгеновского фильтра основана на частичном поглощении рентгеновских квантов телом фильтра. Степень поглощения определяется материалом фильтра и его толщиной. Когда плоскопараллельная пластина 5 развернута относительно центрального луча i на 90° рентгеновские кванты проходят в ее теле расстояние , равное толщине пластины 5 (фиг. 1). При уменьшении угла разворота α путь рентгеновских квантов в пластине увеличивается (фиг. 1, фиг. 3):
что приводит к увеличению поглощения рентгеновских квантов.
Минимальный угол разворота α плоскопараллельной пластины 5 определяется следующей формулой (фиг. 3):
где h - ширина щелевого канала коллиматора, a s - длина плоскопараллельной пластины.
При уменьшении угла разворота (2) торец плоскопараллельной пластины 5 может попасть в щелевой канал 3, что приведет к искажению формулы (1).
Кроме рентгенодиагностики заявляемый фильтр может оказаться полезным для рентгенотерапии, где требуется более тонкая настройка излучателя по спектру излучения.