УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРЕОРЕНТГЕНОГРАФИИ

Данное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к аппаратам, применяемым для рентгенотопометрии.
Известно устройство для стереорентгенографии, содержащее рентгеновский излучатель, подключенный к высоковольтному генератору, имеющему пульт управления, и флюорографическую камеру, закрепленную посредством кронштейна на поворотной платформе, на которой находится и пациент во время съемки. Стереопара рентгеновских снимков производится методом симметричного разворота камеры совместно с пациентом относительно неподвижного излучателя (Kohnle Н. Rontgen stereoverfahren. - Berlin, 1967. - Bd. 3. s.270 [1]).
Известно также устройство для стереорентгенографии, содержащее рентгеновский излучатель, подключенный к высоковольтному генератору, имеющему пульт управления, и флюорографическую камеру и поворотное кресло пациента, установленное перед камерой. Стереопара рентгеновских снимков производится методом разворота пациента относительно неподвижных излучателя и камеры (Hasselwander A. Die objektive stereoskopie an rontgenbildern. - Stuttgart, 1954. - Georg thieme verlag s.30 [2]).
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для стереорентгенографии, содержащее рентгеновский излучатель, закрепленный на штативе, подключенный к высоковольтному генератору, приемник рентгеновского изображения, закрепленный на штативе, пульт управления и подножку пациента, выполненную в виде горизонтального диска с вертикальной рамкой, закрепленного на неподвижном основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на угол стереорентгенографии, задаваемый ограничителем угла поворота (Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №111269 от 13.01.1956 г. [3]).
Подножка пациента состоит из двух металлических дисков, между которыми находится обойма с шариками. Диски соединены между собой центральной осью. Эта конструкция обеспечивает вращение верхнего диска вокруг центральной оси вправо и влево. Угол поворота можно регулировать с помощью ограничителя механического типа. На верхнем диске закреплены стойки в виде парных вертикальных труб, в которые вставлена подвижная рамка, предназначенная для фиксации головы пациента. Для получения стереорентгенограмм подножка устанавливается вблизи входного окна приемника рентгеновского изображения. Стереопару снимков получают методом поворота пациента, находящегося на подножке, методом поворота пациента, находящегося на подножке, на угол стереорентгенографии относительно неподвижных рентгеновского излучателя и приемника изображения.
Известное устройство [3], выбранное в качестве прототипа, предназначено для получения стереопары флюорографических снимков, которые используются для стереоскопического анализа органов грудной полости. Этот анализ чисто качественный, так как эти снимки не являются измерительными. По ним не удается определить точные размеры и локализацию анатомических структур и обнаруженной патологии.
Для получения измерительной стереопары рентгеновских снимков необходимо строгое выполнение следующих рентгенофотограмметрических требований:
1) ось вращения диска подножки пациента должна находиться в плоскости главного луча рентгеновского излучателя;
2) расстояние от оси вращения диска подножки пациента до рентгеновского излучателя должно быть строго известно;
3) подножка пациента должна сохранять стабильное положение при получении первого и второго снимков стереопары;
4) при изменении расстояния от оси вращения диска подножки до излучателя базис стереорентгенографии должен сохраняться оптимальным.
Конструкция известного устройства для стереорентгенографии не обеспечивает выполнение указанных требований.
Технический результат, достигаемый при использовании предложенного устройства, заключается в обеспечении соблюдения рентгенофотограмметрических требований при съемке с различной степенью удаления диска подножки от излучателя.
Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для стереорентгенографии, содержащем рентгеновский излучатель, закрепленный на штативе, подключенный к высоковольтному генератору, приемник рентгеновского изображения, закрепленный на штативе, пульт управления и подножку пациента, выполненную в виде горизонтального диска с вертикальной рамкой, закрепленного на неподвижном основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на угол стереорентгенографии, задаваемый ограничителем угла поворота, основание подножки механически соединено с основанием штатива рентгеновского излучателя посредством посадочных гнезд, при этом ось вращения диска находится в плоскости главного луча рентгеновского излучателя, а штатив приемника рентгеновского изображения и диск закреплены на каретке, выполненной с возможностью перемещения параллельно главному лучу рентгеновского излучателя посредством электромеханического привода, снабженного датчиком перемещения, при этом поворот диска на угол стереорентгенографии осуществляется электродвигателем реверсионного типа, закрепленным на каретке и связанным с диском посредством червячного вала и шестеренки, расположенной в основании диска, а ограничитель угла поворота диска представляет собой микропроцессор, включенный в цепь управления электродвигателем, определяющий угол поворота диска по формуле 2arcsinγ/2=B/2l, где γ - угол стереорентгенографии, В - базис стереорентгенографии, l - удаление оси вращения диска от излучателя по направлению главного луча, определяемое датчиком перемещения.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемого устройства для стереорентгенографии неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».
Рассмотрим теорию предложенного нами устройства, используя геометрические построения, приведенные на фиг.1.
O
O
На фиг.1 показана геометрия получения стереопары рентгеновских снимков методом поворота объекта съемки ACED относительно неподвижного рентгеновского излучателя 1 и приемника рентгеновского изображения 7, например плоской матричной панели. Объект съемки находится на поворотном диске 10, закрепленном на каретке 9. Ось вращения диска находится в точке О. Диск 10 закреплен на каретке 9 с помощью механизма, позволяющего перемещать диск 10 совместно с приемником рентгеновского изображения 7 параллельно направлению главного луча F рентгеновского излучателя 1. В точке F находится действительный фокус рентгеновской трубки, которая входит в состав излучателя 1. F - это фокусное расстояние рентгенографии. На фиг.1 нумерация технических элементов устройства такая же, как и на фиг.2 и фиг.3, на которых изображена конструкция устройства.
На фиг.1, а показана геометрия получения снимка объекта ACED (первого снимка стереопары), а на фиг.1, б - рентгенография объекта ACED после его поворота на угол γ≈14°. На фиг.1, в приведена эквивалентная схема стереорентгенографии объекта ACED описанным способом. Данный вид съемки отвечает требованиям конвергентного случая стереорентгенографии. Угол конвергенции γ равен углу поворота диска 3 (фиг.1, б). Базис стереорентгенографии B=2lsinγ/2, где l=f-s.
На фиг.2 показана съемочная часть предлагаемого устройства, а на фиг.3 - его блок-схема.
O
O
Устройство для стереорентгенографии содержит рентгеновский излучатель 1, закрепленный на штативе, содержащем вертикальную стойку 2 и массивное основание 3. Рентгеновский излучатель 1 соединен с высоковольтным генератором 4 высокочастотного типа, который подключен к пульту управления 5, оснащенному ЭВМ. Работа с пультом управления 5 производится оператором с помощью клавиатуры 6. Приемником рентгеновского изображения 7 является детектор цифрового типа, например полноформатная матричная панель. Приемник 7 установлен на штативе 8, основание которого закреплено на каретке 9, в центре которой установлен плоский диск 10, на который ногами опирается пациент во время рентгенографии. На диске закреплена вертикальная рамка 11 с подбородником 12, предназначенным для фиксации головы пациента во время рентгенографии. Каретка 9 может перемещаться по направляющим (на фиг. не показаны), закрепленным на основании 13 подножки, механически соединенном с основанием 3 штатива рентгеновского излучателя 1 посредством посадочных гнезд 14. Перемещение каретки 9 происходит параллельно главному лучу F рентгеновского излучателя 1 при работе электродвигателя 15 реверсионного типа, электрически соединенного с пультом управления 5. При перемещении каретки 9 ось ii вращения диска 10 постоянно находится в плоскости, проходящей через главный луч F рентгеновского излучателя 1. Удаление оси ii вращения диска 10 от излучателя 1 (l=Fc) определяется автоматически датчиком перемещения 16 каретки 9. Съемка пациента А (см. фиг.2) выполняется путем разворота диска 10 на угол стереорентгенографии электродвигателем 17 реверсионного типа, закрепленным на каретке 9 и связанным с диском 10 посредством червячного вала и шестеренки, расположенной в основании диска 10 (на фиг. не показаны). Угол стереорентгенографии определяет ограничитель угла поворота диска 10; он представляет собой микропроцессор 18, включенный в цепь управления электродвигателем 17. Он определяет угол поворота диска по формуле
где γ - угол стереорентгенографии, В - базис стереорентгенографии, l - удаление оси вращения диска от излучателя по направлению главного луча, определяемое датчиком перемещения 16.
O
При изменении фокусного расстояния рентгенографии f=F, например при съемке детей, которая выполняется при меньшем значении, чем при рентгенографии взрослых, по команде с пульта управления 5 электродвигателем 15 приводят каретку в должное положение. О новом положении каретки датчик 16 «сообщает» электрическим сигналом микропроцессору 18, который автоматически задает угол стереорентгенографии, отвечающий оптимальному базису стереорентгеноскопии.
Приемник рентгеновского изображения 7 подключен к блоку 19, который содержит аналого-цифровой преобразователь и усилитель. Электрический сигнал от блока 19 поступает в пульт управления 5, где находится ЭВМ. Здесь формируется цифровая матрица стереопары рентгеновских снимков, которая выводится на экран видеомонитора 20 для диагностического анализа. Стереоскопический анализ выполняется с помощью специальных очков методом анаглифов.