ЦИФРОВОЙ РЕНТГЕНОДИАГНОСТИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к рентгенодиагностической аппаратуре.
Известен цифровой рентгенодиагностический аппарат (Патент RU 2098929 от 29.05.95 г. А 61 В 6/00) [1], содержащая высокочастотный рентгеновский генератор, рентгеновский излучатель с щелевым коллиматором, рентгеновский детектор, соединенный с системой регистрации и воспроизведения изображения, механическое сканирующее устройство, защитную кабину с площадкой для ног пациента.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является цифровой рентгенодиагностический аппарат, содержащий блоки питания, управления и штатив, включающий опорную колонку, на которой установлены вертикальная и горизонтальная каретки, последняя выполнена с возможностью перемещения с постоянной скоростью и на ней закреплены рентгеновский излучатель с щелевой диафрагмой и кассета с рентгеночувствительным материалом, закрепленная на опорном цилиндре, установленном с возможностью вращения, синхронизированного с движением горизонтальной каретки, кассета имеет защитный корпус с щелевой диафрагмой, расположенной в одной плоскости с щелевой диафрагмой рентгеновского излучателя (Рентгенодиагностический аппарат Panelipse. Проспект фирмы "General Equipment Medical" США, 1980, [2]).
Недостатком известных цифровых рентгенодиагностических аппаратов является недостаточная точность диагностики из-за отсутствия высококвалифицированных специалистов на местах и невозможности передачи информации в специализированные центры обработки рентгеновских снимков.
Целью настоящего предложения является повышение точности рентгенодиагностики путем обеспечения возможности передачи информации по линии связи в специализированный центр обработки рентгеновских снимков, где находятся высококвалифицированные специалисты.
Данная цель достигается тем, что цифровой рентгенодиагностический аппарат, содержащий блоки питания, управления и штатив, включающий опорную колонку, на которой установлены вертикальная и горизонтальная каретки, последняя выполнена с возможностью перемещения с постоянной скоростью и на ней закреплены рентгеновский излучатель с щелевой диафрагмой и кассета с рентгеночувствительным материалом, закрепленная на опорном цилиндре, установленном с возможностью вращения, синхронизированного с движением горизонтальной каретки, кассета имеет защитный корпус с щелевой диафрагмой, расположенной в одной плоскости с щелевой диафрагмой рентгеновского излучателя, снабжен фотодетектором с источником питания и модулятором, расположенным на дополнительной каретке, установленной с возможностью равномерного перемещения параллельно образующей опорного цилиндра, линзовым объективом, посредством которого фотодетектор оптически связан с рентгеночувствительным материалом, в качестве которого используется запоминающий экран, генератором несущей частоты и выходным усилителем, между которыми расположен модулятор фотодетектора, камертонным генератором, редуктором с гистерезисным синхронным двигателем, управляемым последним, а также электромагнитной муфтой, соединяющей опорный цилиндр с редуктором.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемого цифрового рентгенодиагностического аппарата неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Далее наше предложение сопровождается чертежами и пояснением к ним. На фиг.1 показана конструкция предлагаемого аппарата (вид сбоку в разрезе), а на фиг.2 представлена его блок-схема.
Цифровой рентгенодиагностический аппарат содержит вертикальную колонку 1 с двумя опорными стойками, жестко закрепленными посредством станины 2 и потолочного упора 3. На колонке 1 установлена вертикальная каретка 4 П-образной формы. Вертикальная каретка 4 уравновешена грузом, который находится внутри стоек. Вертикальную каретку 4 можно фиксировать в выбранном положении стопорным винтом (не показан). Горизонтальная каретка 5 установлена на направляющих 6 посредством роликов 7 и может перемещаться с постоянной скоростью посредством электродвигателя 8, связанного с горизонтальной кареткой 5 через шестерню 9 и гребенку 10. В крайних положениях каретки 5 электродвигатель 8 выключается микровыключателями (не показаны). На одном плече горизонтальной каретки 5 закреплен рентгеновский излучатель 11, а на другом - регистратор 12 рентгеновского излучения. Рентгеновский излучатель 11 закреплен на горизонтальной каретке 5 посредством каретки 13, имеющей ручной привод 14, что позволяет изменять фокусное расстояние съемки. Рентгеновский излучатель 11 имеет рентгеновскую трубку с вращающемся анодом, излучение которой ограничивается щелевой вертикальной диафрагмой 15.
Регистратор 12 рентгеновского излучения имеет светонепроницаемый рентгенозащитный корпус 16, внутри которого расположен вертикально опорный цилиндр 17, на внешней поверхности которого закреплен запоминающий экран 18, имеющий металлическую основу, на которой нанесен люминофор (цинк-кадмий сульфид, активированный магнием). Верхняя ось 19 опорного цилиндра 17 соединена через электромагнитную муфту 20, редуктор 21 и шестеренку 22 с гребенкой 23. Этот узел обеспечивает равномерное вращение опорного цилиндра 17 с заданной скоростью при движении горизонтальной каретки 5. Нижняя ось 24 опорного цилиндра 17 соединена через электромагнитную муфту 25 и редуктор 26 с гистерезисным синхронным электродвигателем 27.
Рентгеновские лучи попадают на запоминающий экран 18 через щелевую диафрагму 28, выполненную в передней стенке защитного корпуса 16. Щелевая диафрагма 28 находится в одной плоскости с щелевой диафрагмой 15 рентгеновского излучателя 11. Щелевая диафрагма 28 закрыта рентгенопрозрачным и светонепроницаемым материалом, например гетинаксом. В защитном корпусе 16 также расположена дополнительная каретка 29, которая может перемещаться с равномерной скоростью параллельно образующей опорного цилиндра 17. Движение каретки 29 осуществляется от электродвигателя 27, который связан с последней через редуктор 30. При необходимости каретку 29 можно перемещать и в ручную рукояткой 31. На каретке 29 закреплен фото детектор, включающий объектив 32 и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 33.
Рентгеновский излучатель 11 подключен к высоковольтному генератору 34, включение которого производится с пульта управления 35. Рентгеновский излучатель 11 оснащен щелевой диафрагмой 15, формирующей узкий веерный вертикальный пучок излучения. Рентгеновские лучи, пройдя через тело пациента. Попадают через щелевую диафрагму 28 на запоминающий экран 18, закрепленный на опорном цилиндре 17 в блоке регистрации 11, который находится на горизонтальной каретке 5. Верхняя ось опорного цилиндра 17 соединена через электромагнитную муфту 20, редуктор 21 и шестеренку 22 с гребенкой 23. При движении горизонтальной каретки 5 происходит просвечивание пациента узким вертикальным пучком. Посредством редуктора 21 скорость вращения опорного цилиндра 17 выбрана такой, при которой происходит облучение всей поверхности запоминающего экрана 18 за одно полное смещении рентгеновского источника 11. При этом запоминающий экран 18 постоянно подключен к источнику питания 36.
Нижняя ось опорного цилиндра 17 связана через электромагнитную муфту 25 и понижающий редуктор 26 с гистерезисным синхронным электродвигателем 27, управление которого осуществляется от камертонного генератора 37 через делитель частоты 38 и усилитель мощности 39. Изображение, записанное на запоминающем экране 18, считывается с него фото детектором, содержащим объектив 32 и ФЭУ 33 и закрепленным на оптической каретке 29. Оптическая каретка 29 равномерно перемещается вдоль образующей опорного цилиндра 17 при работе электродвигателя 27.
ФЭУ 33 питается от высоковольтного источника 40. Сигнал с ФЭУ подается на модулятор 41, который включен между генератором 42 несущей частоты и выходным усилителем сигнала 43.
Предложенный цифровой рентгенодиагностический аппарат работает следующим образом.
При исследовании легких пациент становится вертикально на площадку 44 и прижимается грудью к рентгенопрозрачной деке 45, закрепленной на стойке 46 перед регистратором 12. Штурвалом 14 рентгеновский излучатель 11 смещают на должное фокусное расстояние. Рентгенография производится путем сканирования легких пациента узким вертикальным веерным рентгеновским пучком при равномерном перемещении горизонтальной каретки 5 электродвигателем 7. При этом опорный цилиндр 17 подключен электромагнитной муфтой 19 к редуктору 20 и совершает равномерное вращение. Рентгеновское изображение записывается на люминофоре запоминающего экрана 18, который подключен к источнику питания 36.
Для дистанционной передачи информации после отключения электромагнитной муфты 20 нижняя ось 24 опорного цилиндра 17 соединяется электромагнитной муфтой 25 с редуктором 26, после чего включается гистерезисный электродвигатель 27, который обеспечивает равномерное перемещение опорного цилиндра со строго определенной скоростью и равномерное перемещение дополнительной каретки 29. Считывание скрытого изображения производится при облучении люминофора инфракрасным лазером 47. Под действием лазерного облучения происходит освобождение накопленной на люминофоре энергии в виде вспышек света, которые проецируются объективом 32 на фотокатод ФЭУ 33. При равномерном перемещении каретки 29 вдоль образующей опорного цилиндра 17, который совершает равномерное вращение, происходит последовательное считывание информации, записанной на люминофоре запоминающего экрана 18. Вспышки видимого света преобразуются с помощью ФЭУ в серию электрических сигналов и далее - в цифровые сигналы. Так как спектр частот рентгеновского изображения имеет составляющие, близкие к нулевым, что не позволяет непосредственно передать сигнал по каналу связи, например телефонной линии, необходимо предварительное преобразование сигнала, которое осуществляется с помощью амплитудного модулятора 41. Сигнал с выхода модулятора 41 поступает на усилитель 43 и далее в канал связи. При работе на скорости 250 об/мин между выходом аппарата и каналом связи включается фильтр (не показан), ограничивающий сетевые помехи.
В центре обработки рентгенограмм сигнал может быть принят на стандартный фототелеграфный аппарат типа «Нева», который позволяет при скорости передачи 250 об/мин в течение 5 мин записать на фотобумаге передаваемую рентгенограмму.
Обработка полученных снимков в специализированном центре, где работают высококвалифицированные врачи, позволяет существенно повысить качество рентгенодиагностики.