ПОРТАТИВНЫЙ РЕНТГЕНОВСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ АППАРАТ

Предлагаемая полезная модель относится к рентгеновским медицинским аппаратам, в частности к портативным рентгеновским медицинским аппаратам с импульсным режимом работы рентгеновского излучателя. Этот аппарат может быть использован в качестве переносного и/или перемещаемого диагностического аппарата в нестационарных условиях, например, как палатный в клиниках и больницах, в сельских больницах, а также в зоне боевых действий, МЧС и на скорой помощи.
Известен, например, портативный рентгеновский медицинский аппарат модели SY-HF-110 [описание аппарата фирмы SOYEE Product Inc, 2009.]. Данный аппарат состоит из рентгеновской трубки, расположенной в защитном кожухе, и высоковольтного источника напряжения, питающего рентгеновскую трубку. Высоковольтный источник конструктивно размещен в защитном кожухе рентгеновской трубки, образуя с рентгеновской трубкой единый моноблок источника излучения. Предусмотрены средства для закрепления моноблока на специальном штативе, обеспечивающем установку моноблока непосредственно у постели больного.
Недостатком данного аппарата является сравнительно большой вес моноблока (14 кг), что, естественно, увеличивает габариты и вес штатива. В целом вся конструкция такого устройства (моноблок со штативом) весит 18,1 кг. Такой аппарат может сравнительно легко передвигаться в условиях клиники или стационарного госпиталя, но совершенно непригоден в полевых условиях, в зоне боевых действий армии, МЧС, сельских больницах и т.д.
Известен также рентгеновский диагностический переносной аппарат 10Л6-01 АРМАН-6-01 [описание аппарата фирмы «ООО «МЕДЕЯ»», 2009.]. Он содержит рентгеновскую трубку, расположенную в защитном кожухе, в котором также расположен источник высокого напряжения, представляющий собой повышающий трансформатор, работающий на промышленной частоте. И рентгеновская трубка, и повышающий трансформатор обладают существенным весом и габаритами, в результате весь моноблок имеет значительный вес, что приводит к необходимости использования для перемещения аппарата громоздкого и тяжелого штатива (общий вес аппарата 40 кг).
Наиболее близким аналогом предлагаемой полезной модели является портативный рентгеновский медицинский аппарат ДИНА-2 [проспект «Портативный импульсный рентгеновский диагностический аппарат ДИНА-2», СП «Спектрофлэш», 1989.], в котором недостатки вышеописанных аппаратов устранены. Этот аппарат содержит размещенные в защитном кожухе рентгеновскую трубку и высоковольтный источник напряжения для рентгеновской трубки, выполненный в виде импульсного трансформатора, вторичная обмотка которого подключена к конструктивной выходной емкости для ее зарядки до величины рабочего напряжения рентгеновской трубки. Первичная обмотка этого трансформатора соединена через коммутатор с накопительным конденсатором, расположенным в основании штатива аппарата. Накопительный конденсатор, расположенный в штативе аппарата, подключен через зарядное устройство и выпрямитель непосредственно к сети 220 В 50 Гц. Зарядное устройство представляет собой набор последовательно соединенных n конвертеров, работающих на один высокочастотный трансформатор. Естественно, что надежность работы такой схемы определяется тщательностью подбора характеристик всех транзисторов, включенных в каждую цепочку.
Недостатком аппарата ДИНА-2 является сравнительно невысокая надежность, связанная как с конструкцией самого импульсного трансформатора, расположенного в защитном корпусе рентгеновской трубки, так и со схемой заряда накопительного конденсатора, подключенного к первичной обмотке трансформатора.
Техническим результатом предлагаемого решения является повышение надежности высоковольтного источника напряжения для питания рентгеновской трубки.
Достижение технического результата обеспечивается тем, что в портативном рентгеновском медицинском аппарате, содержащем рентгеновскую трубку, высоковольтный источник напряжения для питания рентгеновской трубки и размещенные в основании штатива накопительный конденсатор и его зарядное устройство, высоковольтный источник напряжения выполнен в виде системы двух связанных колебательных контуров, при этом индуктивность и емкость, образующие выходной колебательный контур источника, а также индуктивность входного колебательного контура, расположены в защитном кожухе рентгеновской трубки, а емкость входного контура расположена в основании штатива и снабжена функцией накопительного конденсатора, ее зарядное устройство содержит n параллельно включенных конвертеров, соединенных с первичной обмоткой повышающего трансформатора, которая подключена к сети переменного тока через развязывающий понижающий трансформатор, выпрямитель и фильтрующий конденсатор.
На фиг.1 схематически представлен предлагаемый портативный рентгеновский медицинский аппарат.
На фиг.2 представлена электрическая схема зарядного устройства.
1
2
2
1
2
1
1
Аппарат, изображенный на фиг.1 содержит защитный кожух 1, закрепленный на выносной горизонтальной стреле (на фиг.1 не показана) штатива (на фиг.1 не обозначен) с возможностью съема и поворота вокруг оси, перпендикулярной вертикальной несущей стойке 2 штатива. Стойка 2 жестко закреплена на основании 3 штатива. Основание 3 выполнено в виде полого прямоугольного параллелепипеда, внутри которого размещены накопительный конденсатор C и зарядное устройство 4. В защитном кожухе 1 размещены рентгеновская трубка 5, выходной контур (LС) и индуктивность L входного контура высоковольтного источника. Выходная емкость С, подключена к трубке 5. Емкость С входного контура источника, выполняющая функцию накопительного конденсатора, размещена в основании 3 штатива и соединена высокочастотным кабелем 6 с индуктивностью L входного контура. Зарядное устройство 4 (см. фиг.2) содержит n параллельно включенных конвертеров 7, соединенных с первичной обмоткой повышающего трансформатора Тр2, которая подключена к сети переменного тока через развязывающий понижающий трансформатор Тр1, выпрямитель Д1 и фильтрующий конденсатор Сф.
1
1
2
Аппарат работает следующим образом: напряжение питающей сети 220 В 50 Гц с помощью понижающего трансформатора Тр1 понижается до 24 В, выпрямляется диодом Д1, фильтруется конденсатором Сф и подается на однотактный преобразователь, содержащий высокочастотный повышающий трансформатор Тр2, n параллельно включенных конвертеров 7 и высоковольтный выпрямитель (на фиг.2 не обозначен). В результате, все n конвертеров работают при сравнительно низком коллекторном напряжении, заряжая накопительный конденсатор C до напряжения порядка 10 кВ. Данное напряжение через коммутатор (на фиг.2 не показан) прикладывается к обмотке L системы связанных контуров, вследствие чего в обмотке L возникает импульс высокого напряжения, питающий рентгеновскую трубку 5.
Заявленное техническое решение было реализовано в опытном образце переносного медицинского аппарата с динамическим напряжением срабатывания рентгеновской трубки 130-140 кВ. Рентгеновский излучатель обладает весом 2 кг при габаритных размерах ⌀100 мм×350 мм, выходной конструктивной емкостью 50 пкФ. Указанные параметры позволяют использовать данный излучатель в качестве моноблока портативного медицинского аппарата для работы в полевых условиях. Зарядное устройство накопительного конденсатора обеспечивает надежную работу всех n транзисторов при сравнительно низком коллекторном напряжении и не требует их разбраковки по характеристикам в отличие от прототипа.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает высокую надежность работы высоковольтного источника напряжения для питания рентгеновской трубки.