Спосіб дентальної діагностики та імпульсний рентгенівський апарат для його здійснення
Номер патенту: 21390
Опубліковано: 02.12.1997
Автори: Моргун Олег Миколайович, Дунаєвський Олександр Володимирович, Ломако Андрій Олександрович, Голубінський Константин Григорович
Формула / Реферат
1. Способ дентальной диагностики, включающий облучение рентгеновскими лучами, отличающийся тем, что облучение осуществляют однократно при экспозиционной дозе облучения 2-25 мР и регистрируют изображение исследуемого объекта на позиционно-чувствительном детекторе.
2. Способ дентальной диагностики по п. 1, отличающийся тем, что облучение осуществляют в течение 20-50 нс.
3. Способ дентальной диагностики по п. 1, отличающийся тем, что облучение осуществляют при мощности экспозиционной дозы в плоскости регистратора (1-5) • 105 Р/с.
4. Импульсный рентгеновский аппарат, включающий последовательно соединенные высоковольтный блок, накопительный конденсатор и импульсную рентгеновскую трубку, отличающийся тем, что в него дополнительно введен дроссель (6–20) мкГн, полупроводниковый размыкатель на основе высоковольтных диодов с рабочей частотой ≤ 20 кГц и позиционно-чувствительный детектор, емкость накопительного конденсатора выбрана в пределах 900—2000 Пф, при этом дроссель включен между незаземленными элементами накопительного конденсатора и рентгеновской трубки, а незаземленный вывод полупроводникового размыкателя соединен с незаземленным выводом рентгеновской трубки.
5. Импульсный рентгеновский аппарат по п. 4, отличающийся тем, что позиционно-чувствительный детектор выполнен на основе матричной фоточувствительной схемы с зарядовой связью.
Текст
Изобретение относится к способам и устройствам, предназначенным для исследования быстропротекающих процессов и может быть использовано в медицине, в частности в стоматологии. В последнее время доказано, что даже при воздействии низких доз радиоактивного излучения (1мГр и менее) в клетках организма человека, подвергшихся облучению, происходят цитологические изменения. Поэтому необходимо следить за тем, чтобы рентгенологические исследования проводились в щадящем режиме, при защите жизненно важных органов и тканей. Современные диагностические малогабаритные рентгеновские аппараты позволяют осуществить способы дентальной диагностики, основанные на получении кратковременной (длительностью несколько наносекунд) вспышки интенсивного рентгеновского излучения под влиянием импульса высокого напряжения, подводимого к рентгеновской трубке в момент разряда конденсатора. В современных импульсных аппаратах обычно применяют трубки с холодным катодом, которые работают либо в режиме автоэлектронной эмиссии, либо в так называемом режиме плазменного разряда. Зарядка накопительного конденсатора осуществляется от сети переменного тока или от портативных источников тока с помощью преобразователя и повышающего зарядного трансформатора. В момент замыкания высоковольтного выключателя электрическая энергия, накопленная в конденсаторе подводится к рентгеновской трубке. Известен способ рентгенодиагностики заболевания зубов и челюстей, который включает облучение рентгеновскими лучами (Симеон С.Г., Механик Р.С. Рентгенодиагностика заболеваний зубов и челюстей. - Л.: Наркомздрав СССР, 1939; Коваль Г.Ю. Основы медицинской рентгенотехники и методики рентгенологического исследования в клинической практике. - К.: Здоровье, 1961). Облучение осуществляют после предварительного выбора технических характеристик. Рентгенографическое исследование зубов осуществляют в течение до 5сек. Используемые при этом устройства отличают большие габариты, а результаты рентгенографического исследования не всегда удовлетворительны вследствие длительности процедуры исследований. Наиболее близким к заявляемому решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является способ дентальной диагностики, включающий облучение импульсами наносекундной длительности рентгеновскими лучами (Кишковский А.Н., Тютин Л.А. Медицинская рентгенотехника. - Л.: Медицина, 1983). Вспышки рентгеновского излучения следуют с частотой 100Гц, обеспечивая условия, необходимые для рентгенографии различных объектов. Использование наносекундных импульсов тока высокого напряжения для питания рентгеновской трубки позволяет резко уменьшить все изоляционные промежутки высоковольтного блока и размеры самой трубки, а следовательно габариты и массу всего аппарата. Однако результаты рентгенографического исследования также могут быть неудовлетворительными, так как исследование длится от 0,3 до 5,0с, и картинка, которую зафиксирует фотоматериал, может не дать необходимой информации. Это обстоятельство в значительной степени связано с тем, что используемые в таком случае устройства генерируют рентгеновское излучение с большой нестабильностью интенсивности, что ведет к искажению информации. Кроме того, как правило, электрическая схема рентгеновского аппарата основана на использовании высоковольтного импульсного трансформатора и разрядникаобострителя, работа которых не обеспечивает необходимой стабильности излучения. Известен импульсный рентгеновский аппарат, содержащий блок питания, накопительную емкость и импульсную рентгеновскую трубку (А.с. СССР №1363543, кл. H05G1/24, от 17.07.86). Накопительная емкость подключена параллельно блоку питания и через коммутатор связана с импульсным высоковольтным трансформатором, высоковольтная обмотка которого подключена к ударной емкости. Устройство содержит блок диагностики высоковольтных электрических цепей. Введение в устройство блока диагностики повышает его надежность, но не устраняет тех недостатков, которые были отмечены выше. К числу основных, которые приводят к искажению информации при рентгенодиагностическом исследовании, относится генерация нестабильных по интенсивности рентгеновских импульсов. Это объясняется наличием в схеме электронного коммутатора или иначе разрядника-обострителя, работа которого отличается нестабильностью. Наиболее близким к заявленному решению по назначению, технической сущности и достигаемому результату при использовании является портативный импульсный аппарат "Дина" диагностический импульсный наносекундный аппарат, предназначенный для диагностики повреждений различных органов и систем в полевых и стационарных условиях. По технической сущности он представляет собой импульсный рентгеновский аппарат, содержащий высоковольтный блок, накопительную емкость и импульсную рентгеновскую трубку (Кишковский А.Н., Тютин Л.А. Медицинская рентгенотехника. Л.: Медицина, 1983). При подаче напряжения сети на зарядный трансформатор происходит зарядка накопительной емкости через высоковольтный выпрямитель. При достижении на накопительной емкости напряжения 8кВ срабатывает электронный коммутатор и данная емкость разряжается через первичную обмотку импульсного трансформатора. В результате на его вторичной обмотке возникает импульс напряжения микросекундной длительности с амплитудой порядка 100кВ. Разрядникобостритель преобразует указанный импульс напряжения в импульс длительностью порядка нескольких наносекунд, который подается на анод рентгеновской трубки. Отличительными особенностями этого аппарата являются компактность, небольшая масса, высокий уровень энергии генерируемого рентгеновского излучения и небольшая потребляемая мощность. Однако, как отмечено выше, время экспонирования фотоматериалов длится от 0,3 до 5,0с при частоте следования импульсов 50Гц, что может привести к получению размытой картины. Искажение информации может быть также связано с нестабильной работой разрядника-обострителя, а наличие высоковольтного трансформатора делает устройство мало надежным из-за возможных пробоев изоляции во вторичной обмотке трансформатора. Кроме того, необходимость использования фотоматериалов снижает функциональные возможности аппарата. Поэтому главной целью предлагаемого решения является повышение качества изображения путем уменьшения количества циклов, необходимых для получения изображения. Дополнительной целью решения является повышение надежности и стабильности путем исключения использования высоковольтного трансформатора и разрядникаобострителя. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа дентальной диагностики, включающего облучение рентгеновскими лучами, в котором, вследствие однократного облучения при экспозиционной дозе облучения 2 - 25мР и регистрации изображения исследуемого объекта на позиционно-чувствительном детекторе, обеспечивается регистрация четкого и контрастного изображения. При этом облучение осуществляют в течение 20 - 50нс при мощности экспозиционной дозы в плоскости регистратора (1 - 5) × х105Р/с. В основу изобретения также поставлена задача усовершенствования импульсного рентгеновского аппарата, включающего последовательно соединенные высоковольтный блок, накопительную емкость и импульсную рентгеновскую трубку, в котором, вследствие введения дополнительного дросселя (6 - 21)мкГн и полупроводникового размыкателя на основе высоковольтных диодов с рабочей частотой ³20кГц, обеспечивается при однократном облучении объекта его регистрация в виде четкого изображения на позиционночувствительном детекторе, за счет этого повышается надежность рентгеновского аппарата, уменьшается дозовая нагрузка на пациента, упрощается процедура исследования, так как исключается необходимость использования фотоматериалов. Поставленная задача решается тем, что в известном способе дентальной диагностики, включающем облучение рентгеновскими лучами, согласно изобретению, облучения осуществляют однократно при экспозиционной дозе облучения 2 - 25мР и регистрируют изображение исследуемого объекта на позиционночувствительном детекторе. При этом облучение осуществляют в течение 20 - 50нс при мощности экспозиционной дозы в плоскости регистратора (1 - 5) × 105Р/с. Поставленная задача решается тем, что в известный импульсный рентгеновский аппарат, включающий последовательно соединенные высоковольтный блок, накопительную емкость и импульсную рентгеновскую трубку, согласно изобретению, дополнительно введен дроссель (6 - 21)мкГн, полупроводниковый размыкатель на основе высоковольтных диодов с рабочей частотой ³20кГц и позиционно-чувствительный детектор, а емкость накопительного конденсатора выбрана в пределах 900 - 2000пФ, при этом дроссель включен между незаземленными элементами накопительного конденсатора и рентгеновской трубки, а незаземленный вывод полупроводникового размыкателя соединен с незаземленным выводом рентгеновской трубки. Позиционно-чувствительный детектор выполнен на основе матричной фоточувствительной схемы с зарядовой связью. Использование способа с заданными режимами и устройства с параметрами в указанных пределах позволяет обеспечить при однократном облучении визуализацию рентгеновского излучения с помощью позиционночувствительного детектора, получить информацию об объекте исследования. Приведенные выше характеристики способа и устройства позволяют уменьшить время исследования, дозовую нагрузку на пациента и врача. При этом рентгеновский аппарат оказывается более надежным, так как вследствие кратковременности импульсного напряжения снижаются требования к высоковольтной изоляции устройства. Как видно из изложения сущности заявляемых технических решений, они отличаются от прототипов и, следовательно, являются новыми. Решения также обладают изобретательским уровнем. Анализ известных источников информации в области медицинской рентгенотехники (см, источники, приведенные ранее),показывает, что во всех случаях способ рентгеновской диагностики реализуют импульсное облучение. Ни один из известных способов не реализует однократное облучение для получения информации. С другой стороны, известны рентгенотелевизионные установки (Кишковский А.Н., Тютин Л.А. Медицинская рентгенотехника. Л.: Медицина, 1983. - С.88), в которых в зависимости от типа телевизионной системы имеются: электронно-оптический преобразователь с блоком питания и потолочным креплением, передающая камера, монитор и пульт дистанционного управления. Кроме того, известны также управляемые полупроводниковые вентили (Джентри Ф., Гутцвиллер Ф., Голоньяк Н., фон Застров Э. Управляемые полупроводниковые вентили. - М.: Мир, 1967. - С.450). Однако предлагаемое устройство более просто и надежно, так как не имеет электроннооптических преобразователей, а выбранные параметры дросселя и емкости позволяют реализовать стабильный высоковольтный импульс наносекундной длительности. Полупроводниковый размыкатель на основе высоковольтных диодов выбран с такими параметрами, чтобы обеспечить формирование высоковольтного импульсного напряжения, которое вызывает рентгеновское излучение, в то время, как обычно он. служит высокоскоростным сетевым предохранителем постоянного тока. Другими словами, управляемый полупроводниковый вентиль проявляет в данном случае новое свойство, которое ранее не было известно, что ведет к получению положительного эффекта, заключающегося в возможности получения информации от однократного рентгеновского импульса. Предлагаемое техническое решение промышленно применимо, так как может быть использовано для изготовления малогабаритных рентгеновских аппаратов, которые найдут широкое применение в медицине, в частности, в стоматологии. На чертеже (фиг.) показана принципиальная схема импульсного рентгеновского аппарата для дентальной диагностики. Импульсный рентгеновский аппарат для дентальной диагностики содержит высоковольтный блок 1, включающий первичный источник высокого напряжения 2, высоковольтный датчик 3 и токоограничивающий резистор 4. Токоограничивающий резистор 4 и высоковольтный датчик 3 соединены с быстродействующим управляемым коммутатором 5 и накопительным конденсатором 6, вторая обкладка которого соединена с дросселем 7. Второй выход дросселя 7 соединен с незаземленным электродом импульсной рентгеновской трубки 8 и незаземленным выводом полупроводникового размыкателя на основе высоковольтных диодов 9. На пути импульса рентгеновского излучения установлен позиционно-чувствительный детектор 10, выполненный на основе матричной фоточувствительной схемы с зарядовой связью. Первый выход позиционно-чувствительного детектора 10 соединен со входом устройства синхронизации 11, а второй - со входом аналогоцифрового преобразователя 12. Первый выход устройства синхронизации 11 соединен со входом блока управления 13, а второй через интерфейс 14 - с высоковольтным датчиком 3 и персональной электронно-вычислительной машиной 15. Первый выход блока управления 13 соединен с быстродействующим управляемым коммутатором 5, второй выход - с первичным источником высокого напряжения 2, а третий через интерфейс - 9 с персональной электронновычислительной машиной 15. Как показывают исследования режимов работы устройства, уменьшение индуктивности дросселя ниже 6мкГн приводит к уменьшению накапливаемой в нем энергии и, соответственно, уменьшению амплитуды и длительности генерируемого на нем импульса высокого напряжения, прикладываемого к импульсной рентгеновской трубке, что приводит, в свою очередь, к генерации рентгеновского излучения малой интенсивности или к отсутствию генерации. Увеличение индуктивности дросселя выше 21мкГн приводит к увеличению фронта генерируемого на нем импульса высокого напряжения, что вызывает нестабильность рентгеновского излучения, генерируемого импульсной рентгеновской трубкой. Использование высоковольтных диодов с рабочей частотой
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюThe method for dental diagnostics and x-ray pulse apparatus for its realization
Автори англійськоюMorhun Oleh Mykolaiovych, Dunaievskyi oleksandr Volodymyrovych, Lomako Adrii Oleksandrovcyh, Holubynskyi Konstiantyn Hryhorovych
Назва патенту російськоюСпособ дентальной диагностики и импульсный рентгеновский аппарат для его осуществления
Автори російськоюМоргун Олег Николаевич, Дунаевский Александр Владимирович, Ломако Андрей Александрович, Голубинский Константин Григорьевич
МПК / Мітки
МПК: A61B 6/14
Мітки: дентальної, спосіб, апарат, діагностики, здійснення, рентгенівський, імпульсний
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/4-21390-sposib-dentalno-diagnostiki-ta-impulsnijj-rentgenivskijj-aparat-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб дентальної діагностики та імпульсний рентгенівський апарат для його здійснення</a>
Попередній патент: Пристрій для очистки зовнішньої поверхні труб
Наступний патент: Блоки кліток з дахами для утримання кроликів
Випадковий патент: Водонагрівач генеренка о.о. /авг-2/