Складений оптоволоконний з’єднувач і приймач рентгенівського випромінювання на його основі (варіанти)

Реферат: Винахід належить до складених оптоволоконних з′єднувачів і матричних приймачів рентгенівського випромінювання на їх основі. Складений оптоволоконний з'єднувач для приймача рентгенівського випромінювання має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, призначеними для формування парціальних світлових потоків, і вузькими вихідними торцями, призначеними для підключення до оптоелектронних перетворювачів парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали. Для виключення втрати пікселів на границях стику фоконів і придушення завад типу "шахової дошки" суміжні широкі вхідні торці сусідніх фоконів оптично взаємозв'язані шляхом часткового переплетення вхідних кінців приналежних цим фоконам оптичних волокон. Приймач рентгенівського випромінювання має в першому варіанті плаский пластинчастий рентгенооптичний перетворювач, установлений перед складеним оптоволоконним з'єднувачем, а в другому варіанті - дискретний рентгенооптичний перетворювач у вигляді порцій рентгенолюмінофора, розміщених у заглибинах у шарах світлонепроникного листового матеріалу, з якого набрана основа складеного оптоволоконного з'єднувача. В обох варіантах після оптоволоконного з'єднувача розташовані оптоелектронні перетворювачі. Винаходи забезпечують підвищення якості діагностичної картини. UA 106004 C2 (12) UA 106004 C2 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до конструкції складених оптоволоконних з'єднувачів і матричних приймачів рентгенівського випромінювання на їх основі. Ці приймачі призначені переважно для оснащення апаратів для рентгенодіагностичних досліджень. Пластинчасті рентгенооптичні перетворювачі й апарати для медичної й технічної рентгеноскопії на їх основі нині загальновідомі. У таких перетворювачів сторона, що випромінює видиме світло, є флуоресцентним екраном, на якому видно отримане зображення. Оскільки лише частина рентгенівських променів (як правило, не більш 70 %) перетворюється у видиме світло, остільки безпосереднє (особливо багатократне й/або тривале) розглядання таких зображень людьми неприпустимо з погляду гігієни праці. Заміна рентгеноскопії рентгенографією практично вбезпечила роботу фахівців з медичної (і, тим більше, технічної) діагностики. Однак навіть при відносно короткочасній рентгенографії променеве навантаження на пацієнтів досить значне. Тому такі процедури бажано проводити якомога рідше. Це особливо важливо для людей, які постраждали від катастроф на АЕС, і для обслуговуючого персоналу підприємств атомної промисловості й атомної енергетики. На жаль, нерідко виникає потреба в багаторазовій рентгенографії протягом одного діагностичного сеансу. Прикладами можуть служити: ангіографічні дослідження з використанням рентгеноконтрастних речовин з метою визначення прохідності кровоносних судин і оцінки ефективності кровопостачання органів і тканин, прохідності сечовивідних шляхів тощо; рентгенографія таких рухливих внутрішніх органів, як серце й легені. Мало того, існує потреба в рентгеноскопічному визначенні в режимі реального часу поточного положення зондів, катетерів і інших діагностичних або хірургічних інструментів, які уводять в організм, як правило, через трубчасті органи. І, нарешті, для користувачів усіх пристроїв з рентгенооптичними перетворювачами існує потреба в записуванні й зберіганні зображень у компактній цифровій формі. З WO 98/11722 (PCT/UA96/00016, дата пріоритету 10.09.1996) відомий пристрій для рентгенодіагностичних досліджень, що забезпечує: зменшення променевого навантаження на організм пацієнта в розрахунку на одне обстеження не менш ніж в 10 раз у порівнянні зі звичайною флюорографією, одержання цілісного вихідного відеосигналу із частотою не менш 25 кадрів у секунду, що достатньо для рентгеноконтрастної ангіографії й рентгенівського дослідження рухливих органів, і цифровий запис отриманих зображень і їх зберігання на ємних носіях інформації для ведення історій хвороб, багаторазового перегляду й, за необхідності, обміну даними між медичними установами й консультацій з використанням Інтернету. Цей пристрій (іменований далі "приймач рентгенівського випромінювання" або просто "приймач") має пластинчастий рентгенооптичний перетворювач і не менш двох оптоелектронних перетворювачів парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, а звичайно матрицю, що складається щонайменше із двох горизонтальних і щонайменше із двох вертикальних рядів таких перетворювачів (як правило, TV-камер), які жорстко закріплені на спільній основі так, що їх поля зору частково перекриваються, а сукупне поле зору перекриває площу зазначеного пластинчастого рентгенооптичного перетворювача. Оптичний тракт включає повітряний проміжок і лінзову оптику на вході в кожну TV-камеру. Електричні виходи TV-камер підключені через блок АЦП до багатоканального коректора геометричних спотворень, який забезпечує зшивку фрагментарних цифрових відеосигналів у цілісний вихідний цифровий відеосигнал. Цей відеосигнал має тем більшу розрізняльну здатність, чим більше TV-камер використано й, після настроювання зазначеного коректора, практично не містить спотворень, які обумовлені неминучими відмінностями в геометричній формі й розмірах окремих TV-камер і їх частин і також неминучими погрішностями в їх монтажі. Такі приймачі рентгенівського випромінювання зручні у виготовленні, безпечні в обслуговуванні й доступні за ціною, незважаючи на те, що в них використовують найдосконаліші рентгенооптичні й оптоелектронні перетворювачі. Найдосконаліший приймач такого типу відомий з RU 2284089. Він має світлонепроникний корпус із рентгенопрозорою передньою стінкою, за якою послідовно закріплені: плаский пластинчастий рентгенооптичний перетворювач, що формує відповідний до рентгенівського імпульсу повний світловий потік, 1 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 паралельна цьому перетворювачу й відділена від нього повітряним проміжком додаткова світло- і рентгенонепроникна перегородка з наскрізними отворами, які перекриті шайбами зі свинцевого скла для фільтрації залишкового рентгенівського випромінювання, і оптоелектронні перетворювачі, які мають об'єктиви з лінзовою оптикою й жорстко закріплені на спільній основі так, що їх поля зору частково перекриваються, а сукупне поле зору перекриває площу зазначеного рентгенооптичного перетворювача. Ці перетворювачі сприймають парціальні світлові потоки, які пройшли крізь зазначені шайби, й генерують на своїх електричних виходах фрагментарні вихідні відеосигнали, які потім можуть бути перетворені в цілісний вихідний цифровий відеосигнал так само, як у приймачі згідно з WO 98/11722. Перед зазначеними шайбами встановлені бленди, довжина "A" кожної з яких і її відстань "D" від передньої поверхні плаского пластинчастого рентгенооптичного перетворювача до площини передніх торців об'єктивів зв'язані співвідношенням A/D=(0,5-0,95). Використання додаткової перегородки, бленд із зазначеним співвідношенням A/D і шайб зі свинцевого скла дозволило: по-перше, різко скоротити паразитне засвічення сусідніх оптоелектронних перетворювачів, тому що скляні шайби оптично ізольовані в зазначеній перегородці, а світло, багаторазово відбите від деталей оптичних каналів на поверхню пластини рентгенооптичного перетворювача й назад, здебільшого повертається через бленди у вихідні канали, і, по-друге, підвищити експлуатаційну надійність приймача, тому що рентгенівське навантаження на оптоелектронні перетворювачі обмежене тільки тією незначною частиною залишкового рентгенівського випромінювання, яке може пройти крізь зазначені шайби, а небезпека механічного руйнування шайб практично виключена. Однак багаторічний досвід практичної експлуатації описаних приймачів показав, що можливість підвищення якості цілісних рентгенодіагностичних зображень тільки шляхом використання множини оптоелектронних перетворювачів і їх захисту від паразитного засвічення огородженням оптичних входів нині практично вичерпана. Справа в тому, що якість зображень суттєво залежить також від коефіцієнта оптичного зв'язку флуоресцентного екрана рентгенооптичного перетворювача з оптичними входами оптоелектронних перетворювачів. Грубо говорячи, чим більше цей коефіцієнт, тим більше електронів з'явиться на виході відповідного оптоелектронного перетворювача в розрахунку на один рентгенівський фотон, перетворений у видиме світло. На жаль, флуоресцентний екран - згідно з розподілом Ламберта - випромінює світло в півпростір, тобто в межах 180°. У цих умовах лінзова оптика зі збільшенням 1 і відносним отвором 1/1 передає на оптичний вхід оптоелектронного перетворювача не більш 5 % сприйнятого світлового потоку (див. сайти www.proxitronic.ru або http_www.proxitronic.biz_pxt_file=efo). Здавалося б, досить замінити лінзову оптику оптоволоконним з'єднувачем, здатним при тих самих параметрах передавати близько 70 % світлового потоку (див. там же), і проблема вирішена. Однак жоден з відомих оптоволоконних з'єднувачів не може бути в готовому вигляді вбудований в описані вище приймачі рентгенівського випромінювання, у яких поля зору оптоелектронних перетворювачів перекриваються. Так, фірма Proxitronic Imaging Gmbh (див. згаданий сайт www.proxitronic.ru) пропонує прості оптоволоконні з'єднувачі трьох типів, а саме: (I) розсіювачі світлового потоку, які мають вузькі вхідні торці й широкі вихідні торці; (II) профільовані джгути з паралельним розташуванням оптичних волокон і постійним поперечним перерізом по всій довжині; і (III) фокони (тобто концентратори світлового потоку), які мають широкі вхідні торці й вузькі вихідні торці. Очевидно, що оптоволоконні дифузори типу (І) у принципі непридатні для оснащення будьяких приймачів рентгенівського випромінювання, тому що вузькі вхідні торці таких дифузорів можна розташувати напроти плаского пластинчастого рентгенооптичного перетворювача тільки з істотними зазорами, що саме по собі обумовлює неприйнятні втрати діагностичної інформації, а подача розсіяного світла на входи оптоелектронних перетворювачів різко знижує коефіцієнт їх оптичного зв'язку із флуоресцентним екраном. Оптоволоконні з'єднувачі типу (II) з постійним поперечним перерізом по всій довжині вже давно застосовують для забезпечення безпосереднього (тобто такого, що практично виключає повітряні проміжки) оптичного зв'язку між флуоресцентними екранами й TV-камерами, зокрема, в однокаскадних підсилювачах яскравості (див., наприклад, US 3,813,489). 2 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Кожний такий з'єднувач ефективно передає слабкий світловий потік на TV-камеру, підключену до електричного підсилювача. Зрозуміло, що такі з'єднувачі можна скомпонувати у велику світлопровідну матрицю, придатну для стикування з однієї сторони з флуоресцентним екраном, а з другої - з TV-камерами або іншими придатними оптоелектронними перетворювачами. Проте такий складений оптоволоконний з'єднувач з однаковим по всій довжині поперечним перерізом не може забезпечити, по-перше, концентрацію світлових потоків на входах декількох TV-камер і, по-друге, перекриття полів зору сусідніх TV-камер. Спроба усунути перший указаний недолік відома з RU 2172137 (див. фіг. 1), де розкриті: (а) складений оптоволоконний з'єднувач, що має щонайменше два фокони з переважно прямокутним поперечним перерізом, у яких суміжні широкі вхідні торці, призначені для формування парціальних світлових потоків шляхом поділу повного вхідного світлового потоку, прилягають бічними сторонами один до іншого й у робочому положенні спрямовані убік флуоресцентного екрана, а вузькі вихідні торці призначені для безпосереднього підключення до оптоелектронних перетворювачів парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали; і (б) приймач рентгенівського випромінювання, що має послідовно розташовані пластинчастий рентгенооптичний перетворювач у формі шару рентгенолюмінофору, описаний вище складений оптоволоконний з'єднувач, вхідна сторона якого прилягає до рентгенооптичного перетворювача, і щонайменше два оптоелектронні перетворювачі, які окремо безпосередньо підключені до вузьких вихідних торців відповідних фоконів. Електричні виходи цих перетворювачів підключені до придатного формувача цілісного вихідного відеосигналу. Використання фоконів як основи складеного оптоволоконного з'єднувача помітно підвищує коефіцієнт оптичного зв'язку між рентгенооптичним перетворювачем і оптоелектронними перетворювачами. Однак просте механічне стикування вхідних торців фоконів не дозволяє перекрити поля зору підключених до їхніх виходів оптоелектронних перетворювачів. Це погіршує якість цілісної діагностичної картини через утрату пікселів на границях стику фоконів і різної яскравості окремих частин зображення, синтезованого із фрагментарних відеосигналів. Така неоднорідність яскравості добре відома фахівцям з оптоелектроніки як "завада у вигляді шахової дошки" (по-англійському "chess pattern noise"). В основу винаходу поставлена задача встановленням оптичних функціональних зв'язків між сусідніми фоконами створити такий складений оптоволоконний з'єднувач і такі приймачі рентгенівського випромінювання на його основі, які практично виключають утрату пікселів на границях стику фоконів, забезпечують заглушення завад типу "шахової дошки" і, тим самим, підвищують якість діагностичної картини. Перша частина цієї задачі вирішена тим, що в складеному оптоволоконному з'єднувачі для приймача рентгенівського випромінювання, що має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, призначеними для формування парціальних світлових потоків, і вузькими вихідними торцями, призначеними для безпосереднього підключення до оптоелектронних перетворювачів таких парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, згідно з винаходом, суміжні широкі вхідні торці сусідніх фоконів оптично взаємозв'язані шляхом часткового переплетення вхідних кінців приналежних цим фоконам оптичних волокон. Це дозволяє перекривати поля зору сусідніх фоконів і, відповідно, поля зору підключених до їхніх виходів оптоелектронних перетворювачів і внаслідок цього вирівнювати яскравість і підвищувати інформативність цілісної діагностичної картини. Перша додаткова відмінність полягає в тому, що складений оптоволоконний з'єднувач має вигляд щільно впакованої матриці; ця матриця складається з множини шарів світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна, і має в кожному внутрішньому шарі напрямні мікроканали для укладання вхідних кінців оптичних волокон; ці мікроканали з боку зазначених широких вхідних торців фоконів рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна, і в зонах примикання цих торців перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців приналежних сусіднім фоконам оптичних волокон, а з боку вузьких вихідних торців фоконів консолідовані в спільні канали, стінки яких служать фіксаторами зібраних у джгути вихідних кінців оптичних волокон. 3 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Такий складений оптоволоконний з'єднувач сам по собі придатний для модернізації існуючих приймачів рентгенівського випромінювання у вигляді вставки між пласким пластинчастим рентгенооптичним перетворювачем і блоком оптоелектронних перетворювачів. Друга додаткова відмінність полягає в тому, що в шарах світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в зазначені мікроканали виконані симетричні заглибини з відбиваючими світло поверхнями, а оптичні волокна вхідними кінцями частково уведені в ці заглибини. Такий складений оптоволоконний з'єднувач можна накласти безпосередньо на світловипромінювальну поверхню плаского пластинчастого рентгенооптичного перетворювача. Зазначені заглибини з відбиваючими світло поверхнями вловлюють перевідбите світло й направляють його усередину оптичних волокон. Це додатково підвищує коефіцієнт оптичного зв'язку в системі "рентгенолюмінофор - оптоелектронні перетворювачі". Цей корисний ефект тим помітніший, чим товстіший шар рентгенолюмінофора. Третя додаткова відмінність полягає в тому, що світлонепроникний листовий матеріал вибраний із групи, що складається з мідної фольги, бронзової фольги, латунної фольги, алюмінієвої фольги, фольги зі свинцюватої міді, фольги зі свинцюватої бронзи, фольги зі свинцюватої латуні, освинцьованої мідної фольги, освинцьованої бронзової фольги, освинцьованої латунної фольги, освинцьованої алюмінієвої фольги, мідної фольги зі свинцевоолов'яним покриттям, бронзової фольги зі свинцево-олов'яним покриттям, латунної фольги зі свинцево-олов'яним покриттям і алюмінієвої фольги зі свинцево-олов'яним покриттям. Це дозволяє суттєво послабити, а при використанні свинцю як інгредієнта фольги або покриття фольги - практично виключити вплив залишкового рентгенівського випромінювання на оптоелектронні перетворювачі. Друга частина поставленої задачі в першому варіанті вирішена тим, що в приймачі рентгенівського випромінювання, що має послідовно розташовані пластинчастий рентгенооптичний перетворювач, складений оптоволоконний з'єднувач, що має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, які звернені до зазначеного рентгенооптичного перетворювача й призначені для формування парціальних світлових потоків шляхом поділу повного вхідного світлового потоку, і вузькими вихідними торцями, і щонайменше два оптоелектронні перетворювачі парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, які кожний окремо безпосередньо підключені до зазначених вузьких вихідних торців відповідних фоконів, згідно з винаходом, складений оптоволоконний з'єднувач має вигляд щільно впакованої матриці; ця матриця складається з множини шарів світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна, і має в кожному внутрішньому шарі напрямні мікроканали для укладання вхідних кінців оптичних волокон; ці мікроканали з боку зазначених широких вхідних торців фоконів рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна, і в зонах примикання цих торців перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців приналежних сусіднім фоконам оптичних волокон, а з боку вузьких вихідних торців фоконів консолідовані в спільні канали, стінки яких служать фіксаторами зібраних у джгути вихідних кінців оптичних волокон. У такому приймачі рентгенівського випромінювання поля зору сусідніх фоконів і, відповідно, підключених до їхніх виходів оптоелектронних перетворювачів перекриті. Це дозволяє вирівняти яскравість і підвищити інформативність цілісної діагностичної картини. Додаткова відмінність полягає в тому, що в шарах світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в зазначені мікроканали виконані симетричні заглибини з відбиваючими світло поверхнями, а оптичні волокна вхідними кінцями частково уведені в ці заглибини. Це дозволяє орієнтувати перевідбиті світлові промені у відкриті торці вхідних оптичних волокон. Друга частина поставленої задачі в другому варіанті вирішена тим, що в приймачі рентгенівського випромінювання, що має оптично взаємозалежні рентгенооптичний перетворювач, складений оптоволоконний з'єднувач, що має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, які призначені для формування парціальних світлових потоків, і вузькими вихідними торцями, і щонайменше два оптоелектронні перетворювачі парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, які кожен окремо безпосередньо підключені до зазначених вузьких вихідних торців відповідних фоконів, згідно з винаходом, складений оптоволоконний з'єднувач має вигляд щільно впакованої матриці; 4 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ця матриця складається з множини шарів світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна, і має в кожному внутрішньому шарі напрямні мікроканали для укладання вхідних кінців оптичних волокон; ці мікроканали з боку зазначених широких вхідних торців фоконів рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна, і в зонах примикання цих торців перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців приналежних сусіднім фоконам оптичних волокон, а з боку вузьких вихідних торців фоконів консолідовані в спільні канали, стінки яких служать фіксаторами зібраних у джгути вихідних кінців оптичних волокон. у шарах світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в зазначені мікроканали виконані симетричні заглибини, рентгенооптичний перетворювач виконаний дискретним у вигляді порцій рентгенолюмінофора, які щонайменше частково заповнюють об'єми зазначених заглибин і мають відбиваючі світло покриття, а вхідні кінці оптичних волокон частково уведені в об'єми, заповнені рентгенолюмінофором. У такому приймачі рентгенооптичний перетворювач інтегрований зі складеним оптоволоконним з'єднувачем, що в сукупності дає відсіювальний растр і, відповідно, додаткове підвищення якості діагностичної картини. Дійсно, усередину заглибин вільно входять тільки прямі рентгенівські промені, а залишкове рентгенівське випромінювання поглинається стінками цих заглибин і торцями поділяючих їх виступів зі світлонепроникного листового матеріалу. Додаткова відмінність полягає в тому, що порції рентгенолюмінофора заповнюють об'єми зазначених заглибин тільки частково, а придонні частини цих заглибин мають поверхні, що відбивають світло. Це додатково підвищує коефіцієнт оптичного зв'язку між рентгенолюмінофором і оптоелектронними перетворювачами на виходах фоконів і ефективність відсіювального растра. Короткий опис креслень Далі суть винаходу пояснюється докладним описом удосконаленого оптоволоконного з'єднувача й приймачів рентгенівського випромінювання на його основі з посиланнями на додані креслення, де зображені на: фіг. 1 - схема переплетення вхідних кінців оптичних волокон для забезпечення функціонального зв'язку між сусідніми фоконами в складеному оптоволоконному з'єднувачі; фіг. 2 - фрагмент складеного оптоволоконного з'єднувача (вид з боку оптичного входу з умовно розсунутими шарами світлонепроникного листового матеріалу); фіг. 3 - схема розташування вхідних кінців оптичних волокон у симетричних заглибинах у шарах світлонепроникного листового матеріалу (для першого варіанта приймача рентгенівського випромінювання із пласким пластинчастим рентгенооптичним перетворювачем); фіг. 4 - схема другого варіанта приймача рентгенівського випромінювання з дискретним рентгенооптичним перетворювачем. Найкращі варіанти втілення винаходу. Найпростіший складений оптоволоконний з'єднувач для приймача рентгенівського випромінювання (див. фіг. 1) має щонайменше два однакові фокони 1 із суміжними широкими вхідними торцями 2, призначеними для формування парціальних світлових потоків (зокрема, шляхом поділу повного вхідного світлового потоку або іншим зазначеним далі чином), і вузькими вихідними торцями 3, призначеними для безпосереднього підключення до зазначених і позначених далі оптоелектронних перетворювачів парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали. Суміжні вхідні торці 2 сусідніх фоконів 1 оптично взаємозв'язані шляхом часткового переплетення вхідних кінців приналежних цим фоконам 1 оптичних волокон 4. Згідно з винаходом, будь-який поперечний переріз фоконів 1 повинен уписуватися в прямокутник (переважно у квадрат), будь-який реальний оптоволоконний з'єднувач повинен мати щонайменше два горизонтальні й два вертикальні ряди фоконів 1 і кількість фоконів 1 повинна бути не менша (а переважно більша) двох у кожному такому ряді. Відповідно, більш довершений складений оптоволоконний з'єднувач має вид щільно впакованої матриці (див. фіг. 2). Вона складається з множини шарів 5 світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна 4 і щонайменше повинна бути більше суми двох таких діаметрів. У шарах 5 виконані напрямні мікроканали 6 для укладання вхідних кінців оптичних волокон 4. У кожному зазначеному шарі 5 мікроканали 6 з боку вхідних торців 2 фоконів 1 (див. знову фіг. 1) рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна 4, і в зонах примикання цих торців 2 перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців оптичних 5 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 волокон 4, що належать сусіднім фоконам 1, а з боку вихідних торців 3 фоконів 1 консолідовані в спільні канали 7, стінки яких служать фіксаторами зібраних у пласкі джгути 8 вихідних кінців оптичних волокон 4. Світлонепроникний листовий матеріал може бути вибраний із групи, що складається з мідної фольги, бронзової фольги, латунної фольги, алюмінієвої фольги, фольги зі свинцюватої міді, фольги зі свинцюватої бронзи, фольги зі свинцюватої латуні, освинцьованої мідної фольги, освинцьованої бронзової фольги, освинцьованої латунної фольги, освинцьованої алюмінієвої фольги, мідної фольги зі свинцево-олов'яним покриттям, бронзової фольги зі свинцевоолов'яним покриттям, латунної фольги зі свинцево-олов'яним покриттям і алюмінієвої фольги зі свинцево-олов'яним покриттям. Як показано на фіг. 3, у шарах 5 світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в мікроканали 6 зазвичай виконані симетричні заглибини 9. Вони мають профіль кривої другого порядку (наприклад, параболи, чи гіперболи) і поверхні, що відбивають світло. Вхідні кінці оптичних волокон 4 частково уведені в ці заглибини 9. Слід зауважити, що гладкі поверхні більшості чистих металів і сплавів мають достатню здатність відбивати світло. За бажанням ця здатність може бути поліпшена осадженням надтонких шарів таких чистих металів, як алюміній або срібло. Приймач рентгенівського випромінювання на основі запропонованого оптоволоконного з'єднувача може бути виготовлений у двох варіантах. У першому (традиційному) варіанті він має (див. знову фіг. 3) послідовно розташовані: пластинчастий (переважно плаский) рентгенооптичний перетворювач 10 (який зазвичай виготовлений із солей рідкісноземельних елементів, йодиду цезію або оксисульфіду гадолінію тощо), складений оптоволоконний з'єднувач 11 із частково переплетеними вхідними кінцями оптичних волокон 4, що належать сусіднім фоконам 1, як показано на фігурах 1 і 2, та прямокутну матрицю з жорстко закріплених на спільній рамі оптоелектронних перетворювачів 12, кількість і взаєморозташування яких відповідні фоконам 1. Суміжні широкі вхідні торці 2 фоконів 1 звернені до зазначеного перетворювача 10, а їх вузькі вихідні торці 3 примикають до оптоелектронних перетворювачів 12. Як правило, у шарах 5 світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в мікроканали 6 виконані симетричні заглибини 9 з відбиваючими світло поверхнями, а вхідні кінці оптичних волокон 4 частково (наприклад, на 1…3 мм) уведені в ці заглибини 9. У другому варіанті (див. фіг. 4) приймач рентгенівського випромінювання на основі складеного оптоволоконного з'єднувача 11 із частково переплетеними вхідними кінцями оптичних волокон 4, що належать сусіднім фоконам 1, як показано на фігурах 1 і 2, має дискретний рентгенооптичний перетворювач 13. Він складається з множини порцій рентгенолюмінофора, наприклад, уже згаданого йодиду цезію. Ці порції розташовано в симетричних заглибинах 9 у шарах 5 світлонепроникного листового матеріалу. Зазначені кінці оптичних волокон 4 уведені в об'єми, заповнені рентгенолюмінофором, на незначну висоту (звичайно не більш 3 мм від дна заглибин 9). У кращому варіанті порції рентгенолюмінофора, що утворюють дискретний рентгенооптичний перетворювач 13, заповнюють об'єми зазначених заглибин 9 тільки частково й закриті зверху відбиваючими світло покриттями 14. Як і в першому варіанті, приймач має матрицю з жорстко закріплених на спільній рамі оптоелектронних перетворювачів 12, відповідних за кількістю й взаєморозташуванням фоконам 1. Оптичні входи перетворювачів 12 щільно примикають до вузьких вихідних торців 3 фоконів 1. Природно, що кожний з описаних приймачів рентгенівського випромінювання повинен бути оснащений нині широко відомими (і тому не показаними на кресленнях) коректорами геометричних спотворень, формувачами цілісних вихідних (зазвичай цифрових) відеосигналів, засобами їх запису й, за бажанням, придатними засобами багаторазового відтворення діагностичних картин на основі зазначених відеосигналів. Описаний оптоволоконний з'єднувач 11 може бути виготовлений у такий спосіб. З урахуванням вибраного діаметра оптичного волокна вибирають адекватну товщину шарів 5 світлонепроникного листового матеріалу. Далі задають кількість оптичних волокон 4 у кожному фоконі 1, кількість фоконів 1 у кожному горизонтальному ряді, кількість таких рядів і кількість оптичних волокон 4, що переплітаються в кожній парі суміжних фоконів 1. На цій основі визначають габарити пластин світлонепроникного листового матеріалу та їх кількість у з'єднувачі 11. Потім фотолітографією або лазерним гравіюванням на пластинах світлонепроникного листового матеріалу формують: 6 UA 106004 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мікроканали 6 для укладання вхідних кінців оптичних волокон 4, за бажанням, симетричні заглибини 9 на входах у мікроканали 6 і спільні канали 7 для укладання джгутів 8 вихідних кінців оптичних волокон 4. У сформовані мікроканали 6 вклеюють вхідні кінці оптичних волокон 4. У місцях стику широких вхідних торців 2 суміжних фоконів 1 частину таких кінців оптичних волокон 4 кожного фокона 1 уводять до складу сусіднього фокона 1. Кінці оптичних волокон 4 піднімають над дном симетричних заглибин 9 (якщо вони були передбачені). Вихідні кінці оптичних волокон 4 збирають у джгути 8 і в зборі вклеюють у спільні канали 7. На закінчення послідовно склеюють шари 5 світлонепроникного листового матеріалу й одержують матричний оптоволоконний з'єднувач 11. Як клеї використовують, наприклад, композити на основі рідких при кімнатній температурі епоксидних смол, що містять саджу або інший непрозорий наповнювач та придатний отверджувач, наприклад гексаметилендіамін. Для виготовлення дискретного рентгенооптичного перетворювача 13 після складання оптоволоконного з'єднувача 11 у симетричні заглибини 9 вкладають однакові порції вибраного рентгенолюмінофора й наносять на них покриття 14, що відбивають світло. У результаті одержують малогабаритний моноблочний приймач рентгенівського випромінювання. Приймач рентгенівського випромінювання із пласким пластинчастим рентгенооптичним перетворювачем 10 у кращому варіанті конструкції, у якому шари 5 світлонепроникного листового матеріалу на входах у мікроканали 6 мають симетричні заглибини 9, працює в такий спосіб (див. фіг. 3). При кожному черговому включенні рентгенодіагностичного апарата зазначений перетворювач 10 формує суцільний світловий потік, який падає на прийомну сторону оптоволоконного з'єднувача 11 і розділяється на широкі вхідні парціальні світлові потоки, кількість яких дорівнює кількості фоконів 1. Кожний такий широкий парціальний світловий потік розділяється на вузькі вхідні парціальні світлові потоки, кількість яких дорівнює кількості симетричних заглибин 9 у шарах 5 світлонепроникного листового матеріалу. Незначна частина фотонів кожного такого вузького парціального світлового потоку безпосередньо входить у торці оптичних волокон 4. Більша частина інших фотонів унаслідок багаторазового перевідбиття між відбиваючими світло поверхнями симетричних заглибин 9 і поверхнею рентгенооптичного перетворювача 10 фокусується щодо зазначених торців оптичних волокон 4 і теж входить у ці волокна 4. Джгути 8, в які зібрані вихідні кінці оптичних волокон 4 фоконів 1, остаточно формують концентровані вихідні парціальні світлові потоки й передають їх на оптичні входи оптоелектронних перетворювачів 12. Залишкове рентгенівське випромінювання здебільшого поглинається всією масою шарів 5 світлонепроникного листового матеріалу й оптичних волокон 4, а почасти розсіюється в просторі, що оточує приймач рентгенівського випромінювання. Особливості роботи моноблочного приймача рентгенівського випромінювання з дискретним рентгенооптичним перетворювачем 13 полягають у наступному (див. фіг. 4). При кожному черговому включенні рентгенодіагностичного апарата кожна порція рентгенолюмінофора дискретного рентгенооптичного перетворювача 13 безпосередньо формує вузький вхідний парціальний світловий потік. Незначна частина фотонів кожного такого парціального світлового потоку безпосередньо входить у торці оптичних волокон 4, відбиваючись від покриттів 14. Більша частина інших фотонів унаслідок багаторазового перевід биття між відбиваючими світло поверхнями симетричних заглибин 9 і покриттів 14 фокусується щодо зазначених торців оптичних волокон 4 і теж входить у ці волокна. Далі фокони 1 концентрують уловлене видиме випромінювання й передають вихідні парціальні світлові потоки на оптичні входи оптоелектронних перетворювачів 12. Специфічна особливість роботи моноблочного приймача рентгенівського випромінювання полягає в тому, що переважна частина розсіяного рентгенівського випромінювання поглинається стінками симетричних заглибин 9 і торцями розділяючих їх виступів зі світлонепроникного листового матеріалу, які служать відсіювальним растром. Запропонований оптоволоконний з'єднувач можна серійно виготовляти з доступних на ринку світлонепроникних листових матеріалів, оптичних волокон і полімерних клеїв. Застосування цього з'єднувача в складі приймачів рентгенівського випромінювання для рентгенодіагностичних апаратів дозволить суттєво підвищити якість діагностичної картини навіть при використанні малопотужних генераторів рентгенівських променів. 60 7 UA 106004 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Складений оптоволоконний з'єднувач для приймача рентгенівського випромінювання, що має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, призначеними для формування парціальних світлових потоків, і вузькими вихідними торцями, призначеними для безпосереднього підключення до оптоелектронних перетворювачів таких парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, який відрізняється тим, що суміжні широкі вхідні торці сусідніх фоконів оптично взаємозв'язані шляхом часткового переплетення вхідних кінців приналежних цим фоконам оптичних волокон. 2. Складений оптоволоконний з'єднувач за п. 1, який відрізняється тим, що він має вигляд щільно впакованої матриці; ця матриця складається з множини шарів світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна, і має в кожному внутрішньому шарі напрямні мікроканали для укладання вхідних кінців оптичних волокон; ці мікроканали з боку зазначених широких вхідних торців фоконів рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна, і в зонах примикання цих торців перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців приналежних сусіднім фоконам оптичних волокон, а з боку вузьких вихідних торців фоконів консолідовані в спільні канали, стінки яких служать фіксаторами зібраних у джгути вихідних кінців оптичних волокон. 3. Складений оптоволоконний з'єднувач за п. 2, який відрізняється тим, що в шарах світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в зазначені мікроканали виконані симетричні заглибини з відбиваючими світло поверхнями, а оптичні волокна вхідними кінцями частково уведені в ці заглибини. 4. Складений оптоволоконний з'єднувач за п. 2, або за п. 3, який відрізняється тим, що світлонепроникний листовий матеріал вибраний із групи, що складається з мідної фольги, бронзової фольги, латунної фольги, алюмінієвої фольги, фольги зі свинцюватої міді, фольги зі свинцюватої бронзи, фольги зі свинцюватої латуні, освинцьованої мідної фольги, освинцьованої бронзової фольги, освинцьованої латунної фольги, освинцьованої алюмінієвої фольги, мідної фольги зі свинцево-олов'яним покриттям, бронзової фольги зі свинцево-олов'яним покриттям, латунної фольги зі свинцево-олов'яним покриттям і алюмінієвої фольги зі свинцево-олов'яним покриттям. 5. Приймач рентгенівського випромінювання, що має послідовно розташовані - пластинчастий рентгенооптичний перетворювач, складений оптоволоконний з'єднувач, що має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, які призначені для формування парціальних світлових потоків, і вузькими вихідними торцями, і щонайменше два оптоелектронні перетворювачі парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, які окремо безпосередньо підключені до зазначених вузьких вихідних торців відповідних фоконів, який відрізняється тим, що складений оптоволоконний з'єднувач має вигляд щільно впакованої матриці; ця матриця складається з множини шарів світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна, і має в кожному внутрішньому шарі напрямні мікроканали для укладання вхідних кінців оптичних волокон; ці мікроканали з боку зазначених широких вхідних торців фоконів рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна, і в зонах примикання цих торців перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців приналежних сусіднім фоконам оптичних волокон, а з боку вузьких вихідних торців фоконів консолідовані в спільні канали, стінки яких служать фіксаторами зібраних у джгути вихідних кінців оптичних волокон. 6. Приймач за п. 5, який відрізняється тим, що в шарах світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в зазначені мікроканали виконані симетричні заглибини з відбиваючими світло поверхнями, а оптичні волокна вхідними кінцями частково уведені в ці заглибини. 7. Приймач рентгенівського випромінювання, що має оптично взаємозв′язані рентгенооптичний перетворювач, складений оптоволоконний з'єднувач, що має щонайменше два фокони із суміжними широкими вхідними торцями, які призначені для формування парціальних світлових потоків, і вузькими вихідними торцями, і щонайменше два оптоелектронні перетворювачі парціальних світлових потоків у фрагментарні аналогові відеосигнали, які окремо безпосередньо підключені до зазначених вузьких вихідних торців відповідних фоконів, який відрізняється тим, що 8 UA 106004 C2 5 10 15 складений оптоволоконний з'єднувач має вигляд щільно впакованої матриці; ця матриця складається з множини шарів світлонепроникного листового матеріалу, товщина якого сумірна з діаметром оптичного волокна, і має в кожному внутрішньому шарі напрямні мікроканали для укладання вхідних кінців оптичних волокон; ці мікроканали з боку зазначених широких вхідних торців фоконів рознесені із кроком, що перевищує діаметр оптичного волокна, і в зонах примикання цих торців перетинаються для забезпечення часткового переплетення вхідних кінців приналежних сусіднім фоконам оптичних волокон, а з боку вузьких вихідних торців фоконів консолідовані в спільні канали, стінки яких служать фіксаторами зібраних у джгути вихідних кінців оптичних волокон, у шарах світлонепроникного листового матеріалу в зонах входу в зазначені мікроканали виконані симетричні заглибини, рентгенооптичний перетворювач виконаний дискретним у вигляді порцій рентгенолюмінофора, які щонайменше частково заповнюють об'єми зазначених заглибин і мають відбиваючі світло покриття, а вхідні кінці оптичних волокон частково уведені в об'єми, заповнені рентгенолюмінофором. 8. Приймач за п. 7, який відрізняється тим, що порції рентгенолюмінофора заповнюють об'єми зазначених заглибин тільки частково, а придонні частини цих заглибин мають поверхні, що відбивають світло. 9 UA 106004 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10