ЦИФРОВАЯ 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 экран 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 цифровая рентгенофлюорографическая камера, содержащая фоторегистратор, включающий флюоресцирующий экран и сверхсветосильный объектив с ПЗС-матрицей, закрепленный в светонепроницаемом корпусе, защищенным свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которому примыкает флюоресцирующий экран (Основы рентгенодиагностической техники.- Под редакцией Н.Н.Блинова.- М.: Медицина, 2002.-С.192) [3]. Цифровая рентгенофлюорографическая камера [3] входит в состав легочного флюорографа, например «Ренекс-Флюоро», серийно выпускаемого отечественной фирмой «Гелпик».
Средняя эффективная доза, получаемая пациентом на камере [3], выбранной нами в качестве прототипа, составляет 50 мкЗв. Эта доза значительно ниже, чем на камере [1], но всеже потенциально опасна для детей и подростков.
Основной задачей ученых и инженеров, ведущих разработку новой рентгенофлюорографической техники, является дальнейшее снижение лучевой нагрузки. Этой задачей руководствовались и мы при создании новой цифровой рентгенофлюорографической камеры.
Данный медико-технический эффект (снижение лучевой нагрузки на пациента) достигается тем, что в цифровой рентгенофлюорографической камере, содержащей фоторегистратор, включающий флюоресцирующий экран и сверхсветосильный объектив с ПЗС-матрицей, закрепленный в светонепроницаемом корпусе, защищенным свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которому примыкает флюоресцирующий экран, корпус фоторегистратора выполнен герметичным и вакуумированным, к люминофору флюоресцирующего экрана примыкает фотокатод, подключенный к отрицательному полюсу источника высокого напряжения 20-30 кВ, положительный полюс которого соединен с анодом, представляющим собой тонкий, толщиной 100-150нм, слой алюминия, напыленный на выходной люминофор, с толщиной слоя порядка 5 мкм, нанесенный на просвинцованное стекло, причем поверхность выходного люминофора оптически сопряжена с объективом фоторегистратора.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемой цифровой 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).
Цифровая рентгенофлюорографическая камера состоит из фоторегистратора и фотоэкспонометра. Фотоэкспонометр на фигуре не показан.
3
Фоторегистратор находится в светонепроницаемом герметичном и вакуумированном корпусе 1, защищенный свинцом, с входным окном 2, закрытым пластиной 3 из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, например углепластика, к которой примыкает флюоресцирующий экран. Экран имеет плоскую форму и состоит из подложки 4, на которую нанесен люминофор 5, например, из кристаллов гадолиния. К люминофору 5 примыкает фотокатод 6. Фотокатод 6 изготовлен из соединения сурьмы и цезия (SbCs). Фотокатод 6 подключен к отрицательному полюсу (-) источника 7 высокого напряжения 20-30 кВ, положительный полюс (+) которого соединен с анодом 8, представляющим собой тонкий, толщиной 100-150 нм, слой алюминия, напыленный на выходной люминофор 9, с толщиной слоя порядка 5мкм, нанесенный на просвинцованное стекло 10.
Выходной люминофор 9 изготовлен из зерен гадолиния. Поверхность выходного люминофора 9, представляющая собою плоскость, оптически сопряжена со сверхсветосильным объективом 11, который герметично соединен с корпусом 1. На выходе объектива 11 находится ПЗС-матрица 12, которая связана с платой считывания и обработки сигнала 13.
При облучении люминофора 5 квантами рентгеновского излучения 14, люминофор 5 преобразует невидимые рентгеновские кванты в видимые лучи, которые выбивают из фотокатода 6 фотоэлектроны 15. Ускоряясь в электрическом поле фотоэлектроны 15 бомбардируют анод 8 и вызывают свечение выходного люминофора 9. Видимые глазом лучи, собираются в осевой точке S плоскости полевой диафрагмы объектива 11, находящейся на расстоянии f от плоскости люминофора 9.
Предложенная конструкция цифровой рентгенофлюорографической камеры может найти широкое применение в пульмонологии и фтизиатрии, особенно при обследовании детей, так как обеспечивает значительное снижение лучевой нагрузки (до 5 мкЗв) на пациента при хорошем качестве изображения.