Апарат для одержання комп’ютерних рентгенівських зображень

Апарат для одержання комп'ютерних рентгенівських зображень, що включає медичне рентгенівське джерело випромінювання, люмінесцентний екран, електронну камеру, оптичну систему проектування зображення з люмінесцентного екрана на матрицю електронної камери і комп'ютер для керування режимами електронної камери, одержан ня зображення з її оперативної пам'яті і керування роботою джерела рентгенівського випромінювання, що відрізняється тим, що між джерелом рентгенівського випромінювання на основі рентгенівської трубки й оптичною системою додатково встановлені 1-3 люмінесцентних екрани з різним просторовим розрізненням і різною ефективністю перетворення рентгенівського випромінювання у світло, виконані з можливістю послідовної або вибіркової установки на шляху рентгенівського випромінювання, при цьому приймач оптичного сигналу виконаний з можливістю зміни площі піксела матриці електронної камери Корисна модель відноситься до медичної техніки, зокрема, до рентгенодіагностичних систем одержання зображення, які призначені для візуалізаци зображень внутрішньої структури біологічних об'єктів / можуть бути використані для вивчення / діагностики структур біологічних тканин Відомо, ЩО рентгенографічне зображення формують у результаті взаємодії квантів рентгенівського випромінювання з приймачем Воно уявляє собою розподіл квантів, що пройшли, наприклад, через тіло пацієнта і були зареєстровані детектором Зареєстроване приймачем зображення піддають обробці і потім аналізують При цьому дуже важливо, щоб зареєстроване рентгенівське зображення дозволяло розрізнити всі деталі з обліком кутових і частотних характеристик зору Аналіз рентгенівського зображення являє собою складну задачу і вимагає забезпечення можливості розпізнавати навіть найменші зміни контрасту при різному просторовому розрізненні, а також виявляти аномальні структури Оскільки якість рентгенівських зображень багато в чому визначається їх контрастом, прагнення одержання зображення з максимальним контрастом приводить до збільшення дози опромінення пацієнта при використанні приймачів із більш високим просторовим розрізненням і використанням растрів для захисту від розсіяного випромінювання [Фізика візуалізацп зображень у медицині у 2-х томах Т 1 Пер з англ/під ред С Уэбба - М Світ 991 с 40-137] Відомий, наприклад, пристрій для сканування тіла, що включає в себе джерело для сканування тіла пучком рентгенівського випромінювання, коліматор і пристрій створення зображення, що містить у собі засіб для перетворення рентгенівського випромінювання, пропущеного тілом, в оптичне зображення, засіб для посилення оптичного зображення, засіб для перетворення посиленого оптичного зображення в електронне зображення і засіб обробки, виконаний з можливістю одержання сканованого зображення [див опис до патенту РФ №2126550, М кл G03B 42/02, опубл 20 02 99] Описаний вище пристрій використовують для сканування людських органів з метою виявлення в них або на них патолопй Воно дозволяє забезпечити необхідну точність і розрізнення на безпечних для пацієнта рівнях рентгенівського випромінювання У кожнім конкретному випадку застосування зазначеного винаходу контрастність візуального зображення забезпечується за рахунок установки робочої напруги й струму рентгенівської трубки У медичних застосуваннях такого пристрою напруга на рентгенівській трубці може складати до 80 кВ Хоча описаний вище пристрій володіє широкими функціональними можливостями, однак у медичних цілях застосування такого пристрою обмежено Оскільки при обстеженні пацієнта для одержання однаково достовірної інформації всіх ділянок, які сканують, досліджуваного органа не 00 о ю 5798 обхідно вести сканування протягом досить тривалого часу, це приводить до великої динамічної нерізкості результату сканування за рахунок руху внутрішніх органів людини і значному променевому навантаженню як на пацієнта, так і на обслуговуючий персонал Найбільш близьким до рішення, що заявляється, по призначенню, технічній сутності і результатові, що досягається, при використанні є апарат для одержання комп'ютерних рентгенівських зображень, що включає медичний рентгенівський апарат, люмінесцентний екран, електронну камеру, оптичну систему проектування зображення з люмінесцентного екрана на матрицю електронної камери і комп'ютер для керування режимами електронної камери, одержання зображення з її оперативної пам'яті й керування роботою джерела рентгенівського випромінювання [див опис до патенту РФ №2134450, М кл G03B 42/02, опубл 10 08 99] В апараті оптична система проектування зображення й електронна камера конструктивно об'єднані в один вузол, зібраний на планшеті, встановлюваному в направляючі фотоплівкового касетоутримувача рентгенівського апарата, причому планшет з люмінесцентним екраном і елементи оптичної системи проектування зображення закриті світлозахисним кожухом, а електронна камера й об'єктив згаданої оптичної системи захищені від впливу рентгенівського випромінювання рентгенонепроникливими екранами Пропоноване технічне рішення дозволяє створити компактний, який просвічує, з електронною системою одержання зображення і програмувальним керуванням джерелом рентгенівського випромінювання й апаратом у цілому Однак використання планшета з люмінесцентним екраном, встановленим у направляючих фотоплівкового касетоутримувача рентгенівського апарата, обмежує функціональні можливості апарата, оскільки оператор має можливість змінювати здатність пристрою шляхом зміни фокусної відстані об'єктива, при цьому змінюється розрізнення, тим менше розмір вхідного поля) Таким чином, одержати зображення великого по розміру органа людини не можливо Крім того, якщо люмінесцентний екран обраний оптимальної товщини й ефективності перетворення енергії рентгенівського випромінювання у світло для великого розрізнення, і при цьому матриця електронної камери має ВІДПОВІДНО цьому розрізненню розмір піксела, тоді перехід до меншого розрізнення без установки іншого, оптимального для цього меншого розрізнення люмінесцентного екрана (більшої товщини, а ВІДПОВІДНО І більшої ефективності перетворення енергії рентгенівського випромінювання у світло) І ВІДПОВІДНО більшого по площі піксела матриці електронної камери (підвищення чутливості) приведе до невиправдано високих доз опромінення як пацієнта, так і обслуговуючого персоналу Тому метою рішення, що заявляється, є зменшення променевого навантаження на пацієнта й персонал В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення апарата для одержання комп'ютерних рентгенівських зображень, у якому, у наслі док розміщення між джерелом рентгенівського випромінювання на основі рентгенівської трубки й оптичною системою додатково встановлені 1-3 люмінесцентних екранів з різним просторовим розрізненням і різними ефективностями перетворення рентгенівського випромінювання у світло, виконаних з можливістю послідовної або вибіркової установки на шляху рентгенівського випромінювання, і приймача оптичного сигналу з можливістю зміни площі піксела матриці електронної камери, забезпечується розширення діапазону просторового розрізненням рентгенівського зображення без зміни розміру вхідного поля при відповідному виборі збільшення площі піксела матриці при об'єднанні декількох пікселів безпосередньо протягом однієї експозиції, перехід від аналізу загальної картини досліджуваної області до окремих її деталей, і за рахунок цього знижується променеве навантаження як на пацієнта, так і на обслуговуючий персонал, оскільки менший просторовий дозвіл вимагає і меншого дозового навантаження і навпаки Поставлена задача вирішується тим, що в апараті для одержання комп'ютерних рентгенівських зображень, що включає медичне рентгенівське джерело випромінювання, люмінесцентний екран, електронну камеру, оптичну систему проектування зображення з люмінесцентного екрана на матрицю електронної камери і комп'ютер для керування режимами електронної камери, одержання зображення з її оперативної пам'яті і керування роботою джерела рентгенівського випромінювання, ВІДПОВІДНО до корисної моделі, між джерелом рентгенівського випромінювання на основі рентгенівської трубки і оптичною системою додатково встановлені 1-3 люмінесцентних екрана з різним просторовим розрізненням і різними ефективностями перетворення рентгенівського випромінювання у світло, виконані з можливістю послідовної або вибіркової установки на шляху рентгенівського випромінювання, при цьому приймач оптичного сигналу виконаний з можливістю зміни площі піксела матриці електронної камери Як видно з викладу сутності технічного рішення, що заявляється, воно відрізняється від прототипу і, отже, є новим Відоме використання люмінесцентних екранів для візуалізацм рентгенівського випромінювання [Технічні засоби медичної інтроскопи/ Під ред Б И Леонова - М Медицина, 1989 с 26-35] Пропоноване рішення принципово відрізняється від відомого підходу Відомо, ЩО люмінесцентний екран у залежності від складу його покриття володіє тією або іншою розрізняльною здатністю Об'єднання декількох екранів в одному пристрої дозволяє принципово по новому підходити до обстеження, наприклад, пацієнта, починаючи його з малих доз опромінення при аналізі стану всього тіла або більшої частини його при використанні люмінесцентного екрана з малим просторовим розрізненням Потім ПОСЛІДОВНО перейти до великих доз з використанням екранів із великим просторовим розрізненням У цілому виявляється, що таке обстеження відбувається при меншій дозі опромінення як пацієнта, так і обслуговуючого персоналу 5798 Пропоноване рішення промислово застосовне, оскільки знаходить практичне застосування в медичній практиці і використовується в пристроях, що виготовляються в умовах промислового виробництва і на сучасному устаткуванні в сполученні з комплектуючими вузлами, які використовують сучасні передові технології На Фіг показана схема апарата для одержання комп'ютерних рентгенівських зображень Апарат для одержання комп'ютерних рентгенівських зображень містить медичне рентгенівське джерело випромінювання 1, люмінесцентний екран 2, електронну камеру 3, оптичну систему 4 проектування зображення з люмінесцентного екрана на матрицю 5 електронної камери і комп'ютер 6 для керування режимами електронної камери, одержання зображення з її оперативної пам'яті й керування роботою джерела рентгенівського випромінювання 1 Між джерелом рентгенівського випромінювання на основі рентгенівської трубки 1 і оптичною системою 4 додатково встановлені люмінесцентні екрани 7 (ІНШІ на Фіг не показані) із різним просторовим розрізненням і різними ефективностями перетворення рентгенівського випромінювання у світло Екрани встановлені в блоку 10 на вісях 11, 12 (ІНШІ на Фіг не показані) Ці екрани можуть послідовно або вибірково займати положення на шляху рентгенівського випромінювання Матриця електронної камери 5 виконана з можливістю зміни площі піксела Блок 10 містить оптичну систему 4 і електронну камеру 3, вихід якої з'єднаний із входом електронного блоку 15 Вихід електронного блоку 15 з'єднаний з комп'ютером 6, що включає монітор, процесорний блок і принтер У таблиці наведені варіанти використання пристрою Таблиця Характеристика екрана №№ екрана 1 (поз 2) 2 (поз 7) 3(8) 4(9) Просторове розрізнення, пара ліній/мм Променеве навантаження на пацієнта*, мЗв 1,2 1,6 2,5 3,1 0,014 0,025 0 061 0,095 ефективна доза при флюорографії грудної клітки в задньопередній проекції і фокусній відстані 1 метр Пристрій використовують у такий спосіб Лаборант установлює на пульті керування початкові параметри, наприклад, напруга 80 кВ, струм 80 мА, тривалість 0,013 с, екран з дозволом 1,2 пара ЛІНІЙ/MM За допомогою комп'ютерного блоку 6, що включає монітор, процесор і друкувальний пристрій, лаборант відслідковує результат проходження рентгенівського випромінювання від джерела 1 рентгенівського випромінювання до електронного блоку 15 і комп'ютерного блоку 6 Обстеження грудної клітки пацієнта при початкових параметрах вимагало дозового навантаження 0,014 мЗв У результаті первісного флюорографічного обстеження встановлено, що більш ретельному аналізові варто піддати область коренів легень з великим просторовим розрізненням, тобто зробити не профілактичний, а діагностичний знімок Використання екрана №3 при напрузі 80 кВ, струм 10 мА і тривалості 0,045 с дозволили виявити округле утворення в правому легені У випадку, якби всі пацієнти проходили профілактичне обстеження з використанням екрана №3, вони одержали б невиправдано завищене променеве навантаження (ефективну дозу) у 4,4 рази Таким чином, підвищення просторового дозволу люмінесцентного екрана необхідно було тільки у випадку одержання діагностичного (уточнюючий діагноз) знімка Як видно з опису пристрою і прикладів його використання, він дозволяє зменшити променеве навантаження на пацієнта в 4,4 рази і ВІДПОВІДНО знизити променеве навантаження і на персонал 5798 Комп'ютерна верстка А Крулевський Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелею-уальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ-42, 01601