РЕНТГЕНОФЛЮОРОГРАФИЧЕСКАЯ КАМЕРА

Предполагаемое техническое решение относится к области медицинской техники, точнее к рентгеновским флюорографам, используемым для скрининг диагностики заболеваний органов грудной полости.
Известна рентгенофлюорографическая камера КФ-70Т, разработанная Загорским оптико-механическим заводом. (Чикирдин Э.Г. Рентгеновские флюорографические аппараты. - М: Медицина, 1970. - С.7) [1].
Рентгенофлюорографическая камера КФ-70Т содержит светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экраном плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора; внутри корпуса установлен светосильный объектив и фоторегистратор. Фоторегистратор содержит лентопротяжный механизм и схему автоматического управления им, соединенный с фотоэкспонометром. Флюорография производится на рулонную пленку шириной 70 мм.
Основным недостатком пленочных камер [1] является недопустимо большая лучевая нагрузка на пациента. В настоящее время пленочные флюорографы сняты с производства.
Известна 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) [2].
Применение фотодетектора с запоминающим экраном [2] позволяет на порядок снизить лучевую нагрузку на пациента. Однако данная технология получения флюорографического снимка чрезвычайно дорога.
В нашей стране фотодетекторы с запоминающим экраном не выпускаются и в практике фтизиопульмонологии не применяются.
Известна также рентгенофлюорографическая камера, содержащая светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает флюоресцирующий экран плоской формы. Внутри корпуса находится фоторегистратор. Оптическая связь между флюоресцирующим экраном и фоторегистратором осуществляется с помощью волоконно-оптического фокона, оптический вход которого плотно примыкает к поверхности люминофора флюоресцирующего экрана (Авторское свидетельство на изобретение №633173 от 28.04.77 г., МПК А61В 6/00) [3].
Для рентгенофлюорографического обследования легких взрослого человека диаметр оптического входа фокона в аналоге [3] должен быть не менее 57 см. Оптическая промышленность не смогла освоить выпуск таких фоконов. Кроме того, такие фоконы имеют огромную массу, что затрудняет их практическое использование. По этим причинам изобретение [3] не нашло клинического применения.
Известна также рентгенофлюорографическая камера, содержащая светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экран плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора. Внутри корпуса установлен светосильный объектив и фоторегистратор с ПЗС-матрицей, которая связана с платой считывания и обработки сигнала (Рентгеновские диагностические аппараты под редакцией Н.Н.Блинова и Б.И.Леонова. - М.: ВНИИМТ, 2001, с.198) [4]. Флюорографические камеры типа [4] принято называть цифровыми. Она наиболее близка конструктивно к заявляемому объекту, поэтому и была выбрана нами в качестве прототипа.
При фотосъемке с флуоресцентного экрана только 1% светового потока попадает в объектив фотокамеры и участвует в формировании изображения. Это объясняется широкой диаграммой направленности излучения люминофора под действием рентгеновского излучения (В.В.Дмоховский, Э.Г.Чикирдин Физико-технические основы флюорографии/ Основы флюорографии. - Ленинград: Медицина, 1965. - С.11). Это обстоятельство является большим недостатком всех типов флюорографов, в конструкции которых используются флюоресцирующие экраны, так как вынуждает увеличивать время экспозиции, что приводит и излишнему облучению пациента.
Целью нашего предложения является снижение лучевой нагрузки на пациента. Данная цель достигается фокусировкой светового потока от флюоресцирующего экрана с помощью кольцевой линзы Френеля. Для этого во флюорографической камере, содержащей светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экраном плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора, внутри которого установлен светосильный объектив и фоторегистратор, дополнительно введена кольцевая линза Френеля, оптически сопряженная с объективом, при этом оптический вход линзы Френеля примыкает к люминофору.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемой рентгенофлюорографической камеры неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень». Далее наше предложение сопровождается чертежом и пояснением к нему (фиг.1).
Рентгенофлюорографическая камера содержит светонепроницаемый корпус 1, защищенный свинцом, с входным окном 2, закрытым пластиной 3 из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, например углепластика, к которой примыкает флюоресцирующий экран 4. Экран имеет плоскую форму и состоит из подложки 5, связующего слоя 6 и люминофора 7, имеющего эпитаксиальную структуру. Такой люминофор представляет собой систему игольчатых кристаллов CsI-Na, действующих как световоды. Люминофор с зпитпксиальной структурой сочетает высокий энергетический выход люминесценции с более высоким разрешением.
Внутри корпуса установлен светосильный объектив 8 и фоторегистратор с ПЗС-матрицей 9, которая связана с платой считывания и обработки сигнала 10.
К поверхности люминофора 7 примыкает оптический вход кольцевой линзы Френеля 11, состоящую из центральной части 12 и боковых колец 13. Кольцевая линза Френеля 11 оптически сопряжена с объективом 8. Большая часть излучения игольчатых кристаллов CsI-Na распространяется нормально к выходной плоскости люминофора 7. Эти лучи преломляются кольцевой линзой Френеля и направляются в объектив 8, где собираются в осевой точке S плоскости полевой диафрагмы объектива 8, находящейся на расстоянии f от выходной плоскости люминофора.
Такая конструкция оптической части рентгенофлюорографической камеры позволяет направить большую часть светового потока флюоресцирующего экрана 7 в объектив 8 фоторегистратора, в результате чего уменьшается время экспозиции и лучевая нагрузка на пациента, как минимум в два раза.
Световые кванты, пройдя через объектив 8, попадают в ПЗС-матрицу 9, где преобразуются в электрический сигнал, который поступает на плату считывания и обработки сигнала 10 и далее в ЭВМ флюорографа (на фиг. не показана).
Предложенная конструкция рентгенофлюорографической камеры может найти широкое применение в пульмонологии и фтизиатрии, особенно при обследовании детей, так как обеспечивает значительное снижение лучевой нагрузки на пациента.