РЕНТГЕНОВСКИЙ ДИАГНОСТИЧЕСКИЙ АППАРАТ

Заявляемый объект относится к медицинской технике, точнее к рентгенодиагностической аппаратуре медицинского назначения.
Известен рентгеновский диагностический аппарат, содержащий включенные последовательно автотрансформатор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель и рентгеновский излучатель, а также трансформатор накала и пульт управления со средствами регулировки работой трансформаторов накала и высоковольтного трансформатора механического типа (Рентгенотехника (справочник) под редакц. В.В. Клюева Книга 1. - М: Машиностроение, 1992. - С. 250 [1]).
Аналог [1] является устаревшей конструкцией и в настоящее время не выпускается.
Известен также рентгеновский диагностический аппарат с регулировкой анодного тока с помощью транзистора, включенного в первичную обмотку трансформатора накала (Выложенная заявка ФРГ № 2422844, опублик. 1975 [2]). Транзистор работает в непрерывном режиме. Необходимость использования непрерывного режима обусловлена регулированием анодного напряжения посредством регулирования тока накала.
Недостатком такого устройства является значительная мощность, выделяемая на коллекторе регулируемого транзистора.
Наиболее близким по конструкции к заявляемому устройству является рентгеновский диагностический аппарат, содержащий рентгеновское питающее устройство высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, трансформатор накала со средством регулировки тока накала, подключенное к излучателю с рентгеновской трубкой накала и через цифро-аналоговой преобразователь (ЦАП) к пульту управления. (Патент на изобретение RU 2352252 от 30.10.2007 МПК A61B 6/00 [3]). Аналог [3] выбран нами в качестве прототипа.
В рентгеновских аппаратах с рентгеновской трубкой без управляющей сетки (такие аппараты в настоящее время, как правило, используются в медицине) управление анодным током осуществляется изменением тока накала с помощью цифрового регулируемого источника питания. Для выполнения качественных снимков необходимо знать накальную характеристику - зависимость анодного тока от тока накала при различных анодных напряжениях.
Как правило, накальная характеристика представляется в виде код-накальной характеристики - набора таблиц со значениями анодного тока при определенных анодных напряжениях и цифровых управляющих кодах, подаваемых на цифро-аналоговый преобразователь источника питания накала. Создаются эти таблицы, как правило, производителями рентгеновских аппаратов для каждого комплекта аппарат-трубка. Объем таблиц сильно влияет на точность получаемого анодного тока. Увеличение объема таблиц увеличивает и время создания таблиц.
В процессе эксплуатации рентгеновского аппарата изменяются характеристики рентгеновской трубки, что требует корректировки таблиц код-накальной характеристики. Эту операцию могут выполнить только инженеры завода изготовителя. В клинике, где эксплуатацией аппарата занимаются врачи рентгенологи, как правило, корректировка таблиц код-накальной характеристики не производится. Такая ситуация приводит к погрешностям при установке режимов рентгенографии на пульте управления рентгенографическим аппаратом.
Задачей настоящей работы является разработка рентгеновского диагностического аппарата, обеспечивающего регулировку анодного тока с учетом технического состояния аппарата на момент рентгенографии.
Технический результат полезной модели выражается в повышении точности регулировки анодного тока цифрового рентгенодиагностического аппарата. Он достигается тем, что в рентгеновском диагностическом аппарате, содержащем рентгеновское питающее устройство высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель, высокочастотный инвертор, высоковольтный трансформатор, высоковольтный выпрямитель, трансформатор накала со средством регулировки тока накала, подключенное к излучателю с рентгеновской трубкой накала и через цифро-аналоговой преобразователь к пульту управления, пульт управления дополнен микропроцессором, обеспечивающим управление анодным током в соответствии с формулой
,
где: Ia - ток анода, (A); Ua - напряжение на аноде, (KB); C - код в цифро-аналоговом преобразователе источника питания накала; N - корректирующая константа; K1, K2, K3 - коэффициенты,
а также цифровым котировочным блоком, обеспечивающим определение коэффициентов K1, K2, K3 по формулам:
,
,
,
где: C0, C1, C2 - коды в цифроаналоговом преобразователе источника питания накала при трех контрольных измерениях; Ia0, Ia1, Ia2 - измеренные токи анода при трех контрольных измерениях.
На фиг.1 приведена блок схема заявляемого устройства, а на фиг.2 - график код-накальной характеристики, полученный по результатам юстировки рентгеновского диагностического аппарата.
Рентгеновский диагностический аппарат содержит рентгеновское питающее устройство 1 высокочастотного типа, включающее сетевой выпрямитель 2, высокочастотный инвертор 3, высоковольтный трансформатор 4, высоковольтный выпрямитель 5, трансформатор накала 6 со средством регулировки тока накала 7. Рентгеновское питающее устройство 1 подключено к рентгеновской трубке накала 8, закрепленной в излучателе (не показан).
Средство регулировки тока накала 7 создано на базе управляемого транзистора и подключено к выпрямителю 9, установленному в первичной обмотке трансформатора накала 6. Средство регулировки тока накала 7 соединено через цифро-аналоговой преобразователь 10 с пультом управления 11
Пульт управления 11 содержит клавиатуру 12 с цифровым индикатором 13, а также микропроцессор 14, обеспечивающий управление анодным током аппарата в соответствии с формулой:
где: Ia - ток анода, (A); Ua - напряжение на аноде, (KB); Cn - код в цифро-аналоговом преобразователе источника питания катода; N - корректирующая константа; K1, K2, K3 - коэффициенты,
а также цифровой юстировочный блок 15, позволяющий определить коэффициенты K1, K2, K3 по формулам:
где: где: C0, C1, C2 - коды в цифроаналоговом преобразователе источника питания накала при трех контрольных измерениях; Ia0, Ia1, Ia2 - измеренные токи анода при трех контрольных измерениях.
Юстировка, выполняемая с помощью блока 15, проводится с целью «адаптации» формулы (1) к электрическим элементам рентгеновского диагностического аппарата. Юстировка проводится после установки и наладки нового рентгеновского аппарата в клинике медицинского учреждения, при ремонте рентгеновского аппарата с заменой рентгеновской трубки, при введении в эксплуатации аппарата после его длительного простоя.
В процессе юстировки коэффициенты K1, K2, K3 могут быть определены путем проведения не менее трех контрольных измерений анодного тока Ia0, Ia1, Ia2 при соответствующих им кодах накала C0, C1, C2 и фиксированном напряжении на аноде Ua по формулам (2), (3), (4)с помощью цифрового юстировочного блока 15.
Для получения требуемого анодного тока 1а при заданном анодном напряжении Ua нужно подать через ЦАП 10 на средство регулировки тока накала 7 код С, определив его с помощью микропроцессора 14, используя формулу (1) и найденные коэффициенты юстировки K1, K2, K3, так как вывод формулы непосредственного вычисления C по заданному Iа затруднителен.
На фиг.2 приведен график код-накальной характеристики, полученный по результатам юстировки опытного образца предложенного нами рентгеновского диагностического аппарата.
Рентгеновский диагностический аппарат новой конструкции обеспечивает получение высококачественных цифровых рентгеновских снимков благодаря более точной установке энергетического режима съемки, поэтому может найти широкое применение в клинической рентгенологии.