автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.10, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств рентгеновской цифровой медицинской диагностики

Московское научно-производственное объединение «Спектр»

На правах рукописи

РГ* од

1 5 МАЙ 2000

КАНТЕР БОРИС МЕНДЕЛЕВИЧ

Исследование и разработка методов и средств рентгеновской цифровой медицинской диагностики

Специальность 05.11.10 Приборы и методы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Москва 2000

Работа выполнена в Московском научно-производственном объединении «Спектр»

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук, профессор Воробьев Владимир Александрович

Московский Государственный автомобильно-дорожный институт (Технический университет)

Доктор технических наук Кузелев Николай Ревокатович

Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики и автоматизации Министерства РФ по атомной энергии

Доктор технических наук Гончаров Владимир Иванович

Федеральный центр двойных технологий «Союз»

Ведущая организация:

Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники (ВНИИИМТ), г. Москва

Защита состоится 21 июня 2000 г. в 10.00 час.

на заседании диссертационного совета Д 109.01.01

при Московском научно-производственном объединении «Спектр»

по адресу: 119048, г. Москва, ул. Усачева, 35.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МНПО «Спектр». Автореферат разослан « » ^Ый^/ьФи 2000 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор технических наук, профессор ^

/-П

В.Н.Филинов

/

РЪИ. /

О

Общая характеристика работы

Рентгеновская аппаратура занимает одно из ведущих мест в ряду средств, применяемых для изучения строения вещества, неразрушающего контроля качества изделий, медицинской диагностики и решения других научных и технических задач.

Настоящая работа посвящена исследованию и разработке методик, технологий, а также и оптимизации проектирования рентгенодиагностических приборов. В работе излагаются результаты теоретических, экспериментальных и прикладных исследований, направленных на создание и внедрение аппаратурных средств и комплексов для медицинской рентгенодиагностики и неразрушающего контроля, основанных на методах интроскопии и предназначенных для решения социальных и народнохозяйственных задач.

В качестве практических результатов работы приведен ряд рентгенодиагностических аппаратов и комплексов, внедренных для широкого спектра рентгенологических исследований.

Актуальность работы

Рентгенологические исследования наиболее информативны, и их удельный вес в медицинской диагностике составляет не менее 70 %. При этом рентгенологические исследования создают большую часть надфоновой антропогенной составляющей облучения населения - примерно 280 % дополнительно к естественному фоновому облучению. Средняя индивидуальная дозовая нагрузка на одного жителя Российской Федерации в начале 90 гг. превышала аналогичный уровень в Западной Европе в 2-3 раза. Превышение лучевой нагрузки представляет опасность не только непосредственно для здоровья населения, но и создает отрицательные генетические последствия.

В декабре 1995 г. принят Федеральный закон "О радиационной безопасности населения", в соответствии с которым принимаются меры по сокращению лучевой нагрузки и, соответственно, регламентируется использование ряда методик рентгенологических исследований и рентгеновских аппаратов.

Концепция создания рентгеновской диагностической аппаратуры должна базироваться на стремлении к снижению лучевой нагрузки на пациента и врача при максимально возможной информативности рентгенологического исследования.

Рентгенологические методики профилактики и диагностики заболевания эффективны при наличии единой диагностической системы, на верхнем уровне которой интегрируются в общую программу рентгенологические, рентгеноэндоскопические, ультразвуковые и другие составные комплексных исследований. Реализация такой диагностической системы требует наличия соответствующей технической базы - системы рентгенодиагностических аппаратурных средств, разработанных с учетом системного характера проблемы.

Одна из основных проблем организации рентгенологической службы в нашей стране заключалась в отсутствии полной номенклатуры специализированных аппаратов и устройств, необходимых для диагностики заболеваний отдельных органов и анатомических систем человека.

Существующая аппаратура в основном предназначена для универсальных peí генологических исследований. Технический уровень ее недостаточно высокий, в т числе с точки зрения радиационной безопасности.

Создание современной эффективной малодозовой рентгенодиагностическ аппаратуры и совершенствование ее невозможно без создания научных основ и от мизации проектирования рентгенодиагностических аппаратурных средств, разработ новых технических и технологических решений, создания и использования более э фекгивных материалов и компонентов рентгенологических комплексов; важнейцл направлением является разработка и внедрение эффективных средств вычислите/ ной техники и программного продукта для управления аппаратурой, обработки из бражения и т.д.. Исходя из вышеуказанного, вытекает необходимость решения с; дующей научно-технической проблемы: создания научных основ проектиров пня и разработки оптимального ряда рентгенодиагностических аппаратурнь средств, основанных на методах интроскопии и обеспечивающих высокую э< фективность рентгенологических исследовании. Особыми требованиями к разр батываемой аппаратуре являются: высокая диагностическая информативность, ради ционная безопасность обследуемого контингента населения и обслуживающего пе сонала, адаптация к специализированным рентгенологическим исследованиям, обе печение эффективного использования аппаратуры в единой диагностической систем построенной на принципах программно-целевого подхода.

Теоретической и методической базой настоящей работы послужили труды в дущих ученых и специалистов - В.В.Клюева, Б.И.Леонова, Ф.Р.Соснин А.М.Якобсона, Ю.В.Варшавского, Н.Н.Блинова, А.НЛерния, Э.Г.Чикирдин Л.В.Владимирова и многих других.

Цель и основные задачи исследований

Основная цель работы состояла в исследовании, разработке и внедрении опт] мальных аппаратурных средств медицинской рентгенодиагностики общего и спец] ального назначения на основе методов рентгеновской интроскопии, обеспечивакнщ высокую эффективность рентгенологических исследований и радиационную безопа! ность.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие oí новные задачи:

1. Провести анализ состояния технических методов медицинской рентгенодиа] ностики и определить наиболее эффективные направления их развития г принципах рентгеновской интроскопии.

2. Разработать медико-технические требования на рентгенодиагностическую аг паратуру общего и специализированного назначения и ее основных составны частей, исходя, из методик рентгенологических исследований, табеля ocHaiuef ности рентгеновским оборудованием отделений лечебных учреждений, прс граммно-целевого подхода использования аппаратуры в единой диагностиче ской системе, ее информативности и радиационной безопасности.

3. Разработать критерии и методики оценки качества изображения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения. Усовершенствовать существующие методики и технологии исследования.

4. Разработать математическую модель тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения, а также методы расчета оценки его эффективности.

5. Разработать математическую модель зрительного анализатора и методы расчета его основных характеристик при рентгенодиагностическом исследовании.

6. Разработать методику теоретической оценки контрастной чувствительности усилителя рентгеновского изображения. Экспериментально апробировать разработанную методику на испытательных тестах и фантомах биологических органов.

7. Оптимизировать существующие функционально-структурные схемы аппаратурных средств рентгенодиагностических комплексов общего и специализированного назначения. Определить пути их реализации и совершенствования.

8. Разработать унифицированную цифровую радиологическую систему и программное обеспечение для рентгенодиагностических комплексов общего и специализированного назначения.

9. Разработать и предложить новые перспективные технические методы и схемы аппаратурных средств для специализированных рентгенологических исследований. Оценить их практические возможности.

10. Разработать и внедрить ряд рентгенодиагностических комплексов общего и специализированного назначения, обеспечивающих высокую эффективность рентгенологических исследований и радиационную безопасность.

Методы исследований

При выполнении работы были использованы следующие теоретические и экспериментальные методы: физическое и математическое моделирование процессов взаимодействия рентгеновского излучения с объектами диагностики, методы теории измерений, в том числе, с применением системного и вероятностного статистического анализа, математический анализ, численные методы вычисления и интегрирования функций, элементы математической логики.

Экспериментальные исследования проводились с помощью принятой (ГОСТ 26140-84, ГОСТ 26141-84, ГОСТ Р 50267.0-92) или вновь разработанной статистической методики на базе тест-образцов и фантомов, имитирующих патологические изменения ("дефекты") различных органов, подлежащих выявлению при рентгенологических исследованиях и на реальных объектах при клинических испытаниях аппаратуры.

Научная новизна

1. Научно обоснованы и разработаны критерии и методики оценки качества изображения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения как для создания рентгенодиагностической аппаратуры, так и для уточнения условий эксплуатации.

2. Предложены, теоретически обоснованы и разработаны тест-объекты и фанто для оценки качества изображения тракта преобразования и визуализации ре геновского изображения рентгенодиагностической аппаратуры.

3. Разработана теоретическая основа оптимизации построения тракта преобра вания и визуализации рентгенодиагностической аппаратуры с учетом зрите ного анализатора.

4. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы оптимальн структурно-функциональные схемы, позволившие создать ряд цифровых ре генодиагностических аппаратов общего и специализированного назначения.

5. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы метод и алгори аналоговой реконструкции высокочастотных рентгеновских томограмм, не ; тупающие по информативности цифровой вычислительной томографии.

6. Разработана схема и проведена апробация аппаратурных средств устроГк высокочастотной томографии с аналоговой реконструкцией.

7. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы и внедрены в > дицинскую практику методика и аппаратурные средства диагностики круш форматных объектов, основанные на синтезе цифрового изображения, тра! формированного (конвертированного) преобразователями двумерного рент новского изображения с малыми рабочими полями.

8. Разработан ряд оригинальных технических решений средств преобразован! визуализации и регистрации изображения диагностируемых объектов. Новизна представленных результатов подтверждена 11 авторскими свидете; ствами.

Практическая значимость работы и реализация результатов

Научные положения диссертации явились основой для разработки принцип конструирования и создания ряда аппаратурных средств медицинской диагноста общего и специализированного назначения. Разработанные с участием автора техн ческие требования к средствам преобразования и визуализации рентгеновского из бражения и методы их испытаний внедрены в Государственный стандарт (ГОС 26141-84) "Усилители рентгеновского изображения медицинских рентгеновских а паратов".

Основные теоретические и экспериментальные результаты, полученные в раб те, доведены до отдельных инженерно-технических решений и реализованы в ко кретных рентгенодиагностических аппаратах.

Разработанные аппараты серийно выпускаются и внедрены в лечебные учрежд ния Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Практическая реализация результатов работы заключается в основном в разр ботке, организации серийного производства и внедрении в лечебные учрежден! страны:

1. Флюорографа с УРИ малодозового с синтезом цифрового изображения ФС1 У-01, предназначенного для проведения массовой флюорографии груднс клетки пациента в положении стоя, в прямой, боковой и косых проекциях, также выполнения черепных снимков и ряда других рентгенологических и< следованиях при предельно низкой лучевой нагрузке на пациента.

2. Комплекса для ургентной однопроекционной ангиографии "Анкор-1" с диги-тальной (цифровой радиологической системой) ДС-1, предазначенного для выполнения в экстренном и плановом порядке широкого спектра ангиогра-фических исследований: коронарографии и вентрикулографии, грудной и брюшной аортографии, ангиокардиопульмонографии, а также всех видов селективных артериографий и контрастных исследований периферических артерий и вен. Комплекс позволяет выполнять различные рентгенохирургиче-ские вмешательства в процессе ангиографических исследований.

3. Аппарата передвижного рентгенодиагностического для операционных залов АПР-01, предназначенного для рентгеноскопии с цифровой радиологической системой и рентгенографии в условиях проведения хирургических операций в операционных залах, в том числе, ангиографии, а также для травмотологии, урологии и кардиологии.

4. Комплекса рентгеновского диагностического среднечастотного микропроцессорного с мощностью 50кВт с усилителем яркости рентгеновского изображения КРД-50/125 "СпектрАп", предназначенного для рентгенологических исследований:

- легких и органов ЖКТ на поворотном столе-штативе, в том числе, с цифровой радиологической системой;

- снимков и томограмм черепа и скелета на столе снимков в горизонтальном по ложении пациента;

- снимков легких, черепа и скелета на стойке снимков при вертикальном положении пациента.

На защиту выносятся следующие основные научные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание технических методов и аппаратурных средств медицинской рентгенодиагностики, основанных на принципах рентгеновской интроскопии:

- Научно-методические основы создания (проектирования) аппаратурных средств медицинской диагностики общего и специализированного назначения.

- Принципы построения малодозовых аппаратурных средств медицинской рентгенодиагностики специализированного назначения.

- Научно-обоснованные технические требования к тракту преобразования и визуализации рентгеновского изображения рентгенодиагностической аппаратуры и методы расчета его оптимальных характеристик.

- Способ рентгенодиагностики крупноформатных объектов, основанный на синтезе цифрового изображения, конвертированного преобразователями двумерного рентгеновского изображения с малыми рабочими полями.

- Принципы построения и алгоритм работы малодозовой рентгенодиагностической аппаратуры для массового обследования населения.

- Совокупность ряда разработанных рентгенодиагностических аппаратов и комплексов общего и специализированного назначения.

- Ряд новых перспективных технических методов и технических решений средств преобразования, визуализации и регистрации изображения диагностируемых объектов.

Апробация работы и публикации

Материалы работы представлялись и обсуждались на Всесоюзных, Российа и Международных научно-технических конференциях и симпозиумах, науч технических семинарах НИИ интроскопии и др. организаций.

По результатам исследований получено 11 авторских свидетельств, опублико но в открытой печати более 37 печатных работ, в том числе, с участием автора, книг. С участием автора разработан и внедрен ГОСТ26141-84. «Усилители рент новского изображения. Технические требования. Методы испытаний». Разработан! аппаратура демонстрировалась ежегодно с 1990г. по 1999г. на международных I ставках "Здравоохранение90" - "Здравоохранение99", "Медтехника 96" "Медтехника99".

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литер ату] включающего 89 источников.

Общий объем работы составляет 240 страниц машинописного текста, в т числе 18 таблиц и 78 рисунков.

Содержание работы

Во введении показана актуальность решаемой проблемы, сформулирова] цель работы, научная новизна и практическая значимость полученных результат! приведены сведения об апробации работы.

1. Анализ состояния методов и средств медицинской рентгенодиагностики.

Выбор направлений создания и совершенствования аппаратуры.

Цифровая рентгеновская интроскопия

В главе 1 приведены исторические этапы развития отечественной рентгенод агностической аппаратуры. Проведен анализ существующих средств рентгенодиагн стики и представлены теоретические предпосылки для выбора оптимальных схем в зуализации рентгеновского изображения.

Современное поколение рентгенодиагностической аппаратуры (РДА) соответс вует сегодняшнему этапу развития рентгенологии - трехуровневой системы рентген диагностики, эффективно использующей РДА общего и специализированного назн чения, активно участвующих в комплексном диагностическом процессе.

Метод рентгенографии на рентгеновскую пленку является наиболее массовым медицинской рентгеновской диагностике. Внедрение в диагностику усилителей рен геновского изображения (УРИ) несколько сократило объем рентгенографических и следований, однако, до настоящего времени рентгенография занимает превалируют^ положение. Основные причины - высокая разрешающая способность и контрастн; чувствительность, простота и доступность метода. При всем этом рентгенограф*

присущи следующие недостатки: отсутствие возможности рентгенологического исследования органов в динамике, относительно высокие уровни лучевой нагрузки на пациента, постоянные затраты, связанные с приобретением дорогостоящей рентгеновской пленки и материалов для ее обработки.

Метод традиционной (рутинной) рентгенографии на рентгеновскую пленку в настоящее время достаточно полно изучен, достиг своего теоретически возможного совершенства и в связи с присущими ему принципиальными недостатками (ограничениями) не является предметом изучения его в настоящей работе.

Благодаря развитию цифровой электронной техники и совершенствованию характеристик УРИ и систем запоминания и обработки изображения, в последние годы в рентгеновской диагностике наблюдается тенденция постепенного вытеснения аппаратуры традиционной рентгенографии и замена ее рентгенодиагностической аппаратурой с цифровыми системами визуализации рентгеновского изображения (цифровыми радиологическими системами). Название данной аппаратуры еще не устоялось и ее называют цифровой рентгенографией, цифровой радиографией, аппаратурой электроннооптической цифровой рентгенографии и т.д.. Однако последние недостаточно полно соответствуют содержанию и функциональным возможностям систем. Такую аппаратуру очевидно целесообразно назвать и классифицировать как аппаратуру с цифровыми системами рентгеновской интроскопии, а соответствующую область ее применения - цифровой рентгеновской интроскопией.

В отличие от рентгенографии на пленку аппаратуру с цифровыми радиологическими системами объединяет одно: промежуточное преобразование рентгеновского изображения в адекватное цифровое, обработка его и представление изображения рентгенологу в реальном масштабе времени.

К преимуществам цифровых систем рентгеновской интроскопии относятся следующие четыре фактора: цифровое отображение изображения; пониженная доза облучения; цифровая обработка изображений; цифровое хранение и улучшение качества изображений.

Наиболее важным применением цифровой обработки изображений является, по-видимому, субтракционный метод визуализации. Рентгенолог должен выявить аномальные образования на осложненной фоном нормальной структуре биоткани. Он может не заметить мелких деталей в изображении, которые система разрешает, или пропустить слабоконтрастную структуру, видимую на фоне шумов изображения, из-за сложного строения окружающих (или сверхлежащих) тканей. Субтракционный метод позволяет устранить большую часть паразитной фоновой струюуры и тем самым увеличить вероятность выявления важных деталей на диагностируемом изображении.

Метод цифровой субтракционной ангиографии (ЦСА) успешно используется для визуализации кровеносных сосудов после внутривенного или внутриартериального введения рентгеноконтрастного вещества. Изображение представляющей интерес области получают до введения контрастного вещества (иодистого препарата) и используют как маску для вычитания из изображений, показывающих прохождение контрастного вещества по кровеносным сосудам. Отношение сигнал/шум в субтракционном изображении можно улучшить с помощью пространственных и временных фильтров. Скорректированными могут быть также случайные смещения пациента. При внутривенном введении рентгеноконтрастного вещества контрастность последнего может

сильно упасть к моменту достижения области интереса, поэтому разрешение по ко трасту, присущее цифровым методам, является весьма важной характеристикой (д метода ЦСА это разрешение составляет * 1 %).

Другим примером субтракционного метода является двухэнергетическая реп геноинтроскопия, в которой два изображения получают на различных длинах во. (энергиях) рентгеновского излучения. Информация, зарегистрированная в каждс элементе изображения, свидетельствует как об ослаблении, вносимом вышележащи» тканями, так и собственным ослаблением исследуемого органа, причем эти два вкла, могут быть разделены благодаря эффектам фотоэлектрического поглощения и рассе ния квантов.

Цифровую рентгеновскую интроскопию следует рассматривать не только к: новое достижение в области совершенствования методик и средств медицинской д агностики, а как новое перспективное направление в медицинской практике, объед пившее в реальном масштабе времени производство диагностики и лечебного проце са.

Средства цифровой рентгеновской интроскопии по принципу формирован! рентгеновского изображения можно разделить на два типа: системы с двумерны!, преобразователями рентгеновского изображения и системы, использующие принш-сканирования диагностируемого объекта пучком излучения, или "бегущим лучом".

Преобразователи для сканирующей аппаратуры по составу и конструктивны особенностям можно разделить на следующие основные классы: полупроводников« комбинированные и ионизационные.

Комбинированные преобразователи представляют собой, как правило, оптич' ски сопряженную систему сцинтилляционный детектор - фотоприемник. В них рен геновское изображение преобразуется в световое, а затем в электрический сигнал (в! деосигнал), поступающий далее в схему сбора и обработки данных. В качестве фот< приемника могут быть использованы как фотоэлектронные умножители, так и фот< диоды. Схемы типовых комбинированных преобразователей рентгеновского изобр; жения приведены на рис. 1,2.

"Одноэлементный" комбинированный преобразователь, как правило, выпо; нен в виде протяженного монокристаллического сцинтиллятора, заключенного в ко! тейнер-светопровод, на торцах которого установлены ФЭУ. В качестве сцинтиллятор обычно используются (Т1), Ыа] (Т1) или Сб1 (№).

Многоэлементный комбинированный преобразователь представляет собой мат рицу рентгеночувствительных ячеек, расположенных в одну линию (ряд). Кажда ячейка выполнена в виде оптически сопряженной пары: сцинтилляционный детектор фотоприемник. В соответствии с конструкцией многоэлементный комбинированны преобразователь называют линейно-матричным преобразователем изображения.

В комбинированных преобразователях используются сцинтилляторы в осное ном из йодистого цезия, активированного натрием или таллием.

Полупроводниковые преобразователи сканирующей аппаратуры конструктивн выполнены по схеме, аналогичной рис.2. При этом вместо пары сцинтиллятор фотодиод установлены полупроводниковые фотодиоды, чувствительные к рентгенов скому излучению.

Ионизационные преобразователи обычно представляют собой контейнер, наполненный нейтральным газом и состоящий из ячеек, расположенных в ряд. Катодной частью каждой ячейки является сам контейнер, а аноды выполнены в виде изолированных проволочек, расположенных соответственно в средней части каждой ячейки. Кванты рентгеновского излучения при столкновении с атомом газа-наполнителя вырывают из электронной оболочки атома электрон.

Рис. 1. Схема "одноэлементного"комбинированного преобразователя :1-бегущий рент геновский луч; 2-просвечиваемый объект; 3-"одноэлементный" комбинированный детектор; 4-сцинтиллятор; 5-светопровод; 6-ФЭУ; 7- видеосигнал.

Рис.2. Схема комбинированного преобразователя "линейно-матричного" типа:

1-"веерный" рентгеновский пучок; 2-просвечиваемый объект; 3 - комбинированный преобразователь; 4-сцинтилляторы; 5-фотодиоды; 6-светоизолируюший материал; 7-светонепроницаемый контейнер; 8-видеосигнал.

Возбужденный атом, возвращаясь в исходное состояние, испускает квант флюоресцентного излучения или Оже-электрон. Энергия флюоресцентного излучения и Оже-электронов вызывает ионизацию других атомов газа. Под действием напряжения, приложенного к электродам каждой ячейки, ионы и электроны перемещаются соответственно к аноду и катоду, образуя электрический ток, соответствующий числу

ГЗ А 56 1

__I

8

квантов рентгеновского излучения, взаимодействующих с данной ячейкой за един времени, и энергии квантов. В области напряжений на электродах ионизациош преобразователя, при которых коэффициент газового усиления экспоненциально висит от напряжения, в преобразователе возникают "сигнальные" импульсы, стр пропорциональные энергии регистрируемых рентгеновских квантов, т.е. преобраз( тель работает в так называемом пропорциональном режиме. В качестве га: наполнителей обычно используют ксенон. С целью более эффективного поглоще энергии газ-наполнитель вводят в контейнер под избыточным давлением.

Отличительными особенностями преобразователей для сканирующей апп; туры являются большие размеры рабочих полей и относительно высокая доля по] щенной энергии падающего рентгеновского излучения (особенно для прообразов лей комбинированного типа, где доля поглощенной энергии используемого излуче составляет до 98%). Рабочий размер преобразователей в зависимости от поставлен задачи может достигать размеров до 1000 мм, а при решении некоторых задач реп новского контроля крупноформатных объектов - более 1 м (область специального разрушающего контроля).

При этом минимальный размер элемента может достигать порядка долей м лиметра. Увеличение разрешающей способности преобразователей для сканирую1 аппаратуры требует уменьшения размера элемента преобразователя. Основными $ торами, ограничивающими уменьшение размера элемента, являются не столько ту ности технологического характера, сколько возможности аппаратурной части (ци4 вой регистрирующей системы), и особенно квантовые флуктуации сигнала, связан1 с уменьшением рабочей площади элемента'преобразователя.

Средства цифровой рентгеновской интроскопии как с двумерными преобр; вателями рентгеновского изображения, так и сканирующего типа имеют каждая с преимущества и недостатки, и необходимо в зависимости от поставленной задачи пользовать ту или иную систему цифровой рентгеновской интроскопии, которая с щает более высокие диагностические параметры и минимально-возможную при э лучевую нагрузку на пациента и медперсонал.

На рис. 3, 4 приведены структурные схемы ряда систем цифровой рентген ской интроскопии, представляющие интерес для создания современных РДА. Системы крупноформатной цифровой рентгеновской интроскопии (А), основанньк лазерном считывании "запоминающих" изображения люминесцентных экранов ] лазерном считывании потенциального рельефа экспонирванных селеновых пласт несмотря на несколько улучшенные дозовые характеристики остались практически востребованными в практическом здравоохранении в связи с их высокой стоимост и принципиальными ограничениями, присущими методу рентгенографии.

Системы цифровой рентгеновской интроскопии, основанные на оптичеа переносе преобразованного в свет рентгеновского изображения (В и С) в связ крайне низкой эффективностью переноса световых квантов с рентгеновского экр даже на очень высокочувствительный передающий изображение прибор (света ЭОП, передающая телевизионная трубка, ССД-матрица) всегда будут уступать по д (мощности дозы) и ряду других основных параметров системам на базе РЭОПов.

Таким образом остаются два типа систем цифровой рентгеновской интрос пии, которые нашли и найдут наиболее эффективное использование в системах ц]

ровой рентгеновской интроскопии: это цифровые рентгеновские интроскопы на базе УРИ с РЭОПами (рис.З.Д) и сканирующие средства с веерным пучком излучения (рис. 4).

Рис. 3. Средства цифровой рентгеновской интроскопии с двумерным приемником изображения: 1 - рентгеновский преобразователь; 2 - оптика переноса изображения; 3 - Передающий телевизионный прибор (видикон или ССД-матрица и ДР-)

Рис. 4. Сканирующие системы цифровой рентгеновской интроскопии (с веерным пучком излучения): 1 - рентгеновская трубка; 2 - фокусное пятно; 3 - входной коллиматор; 4 - стол для пациента; 5 - выходной коллиматор; 6 - размер элемента (пиксела) преобразователя: 7 - линейно-матричный преобразователь: 8 - апертура веерного пучка: 9 - скоба механической связи: излучатель - приемник изображения.

Системы цифровой рентгеновской интроскопии, основанные на использова! "одноэлементного" комбинированного преобразователя (системы с "бегущим" чом), практически не имеют серьезных преимуществ по сравнению со средствами базе "веерного пучка", но значительно уступают им по производительности диаг стического процесса, вследствие чего они не представляют серьезного интереса , создания на их базе современных РДА.

Системы цифровой рентгеновской интроскопии типа Д (рис.3) часто назывг системами электронно-оптической цифровой интроскопии, в связи с использован! в них рентгеновских электронно-оптических преобразователей.

Существенным недостатком сканирующих систем с "веерным пучком" являе принцип построчного сканирования диагностируемого объекта. Каждая строка и ответственно элемент преобразователя рентгеновского изображения подвергается лучению в течение достаточно короткого времени т = Т/Ь , где Т - период сканиро ния и Ь - число строк разложения матрицы системы. В результате этого для того, ч бы каждый элемент преобразователя сканирующей системы получил необходш число квантов для обнаружения неоднородности заданного контраста необходимо сравнению с преобразователями двумерного изображения либо увеличить время с нирования, либо во столько же раз увеличить мощность дозы излучения. Перво чревато ухудшением производительности диагностики. Во втором случае - рентген ское питающее устройство и соответственно рентгеновская трубка вынуждены э плуатироваться в режиме повышения мощности, что не лучшим образом сказывае на долговечности рентгеновской трубки, особенно при необходимости высокой п; изводительности диагностики при массовых рентгенологических исследовани Кроме того, увеличение нагрузки на рентгеновскую трубку может также сократ] производительность рентгенологических исследований в связи с вынужденными ; рерывами в работе трубки в соответствии с ее нагрузочными характеристиками.

Несмотря на ряд преимуществ сканирующих систем цифровой рентгенов« интроскопии, массовое применение их в медицинских учреждениях может быть ог ничено вследствие их относительно низкой производительности. Аппаратура Э01 лишена указанных выше недостатков.

Кроме того, вклад рассеянного излучения при работе ЭОЦИ можно нейтрал зовать путем программной обработки изображения (вычитание фона, адекватш уровню рассеянного излучения).

2. Тракт преобразования к визуализации рентгеновского изображения.

Основные характеристики и метрологические особенности.

Методы испытаний

Глава 2 посвящена физической модели тракта визуализации рентгеновскс изображения и зрительного анализатора. Даны критерии и методики оценки качест изображения. Приведены основные параметры и метрологические особенности тр| та. Представлены методы и результаты статистических испытаний.

В акте визуализации и анализа диагностируемого изображения участвуют просвечиваемый объект, который модулирует параметры физического поля рентгеновского излучения, система визуализации изображения и зрительный анализатор.

Независимо от типов преобразователей рентгеновского изображения и характера процессов, с помощью которых визуализируется скрытое рентгеновское изображение, систему визуализации и зрительный анализатор врача-рентгенолога можно охарактеризовать совокупностью параметров, которые определяют информативность визуализированного изображения и, следовательно, информативные возможности системы визуализации изображения.

Вследствие того, что многие системы визуализаций развивались практически независимо друг от друга в разные промежутки времени, в литературе накопилось множество терминов, определяющих различные параметры диагностируемого изображения и, соответственно, систему визуализации и оценить их технический уровень. В связи с этим необходимо было создать единую систему характеристик - параметров, а следовательно технических требований к системам визуализации рентгеновского изображения и методик их оценок.

Учитывая физическое содержание процесса визуализации рентгеновского изображения и зародившийся к этому времени в ряде литературных источников термин усилители рентгеновского изображения, было принято средствам визуализации рентгеновского изображения в рентгенотехнике присвоить термин усилители рентгеновского изображения.

Основные характеристики УРИ, определяющие их диагностические возможности, и методика их оценки согласно разработанному с участием автора стандарта приведены ниже.

Размер (диаметр) рабочего поля - размер ( диаметр) поля на входной плоскости УРИ, в пределах которого рентгеновское изображение преобразуется в видимое на выходном экране.

Номинальный размер (диаметр) входного поля - размер ( диаметр) входного поля при бесконечно большом расстоянии между точечным источником рентгеновского излучения и входной плоскости УРИ.

Коэффициент уменьшения изображения - отношение номинального размера входного поля УРИ к размеру выходного изображения этого же поля.

Геометрические искажения изображения - нарушение геометрического подобия между рентгеновским изображением во входной плоскости и изображением на выходном экране УРИ. Геометрические искажения подразделяются на локальные и дисторсию.

Дисторсня - это геометрическое искажение выходного изображения УРИ на участках изображения с линейными размерами, соизмеряемыми с размером (диаметром) рабочего поля УРИ.

Пороговый контраст - минимальное значение контраста рентгеновского изображения заданного тест-объекта, необходимое для визуального обнаружения этого тест-объекта в выходном изображении УРИ при использовании рентгеновского излучения заданного качества (рис.5).

При получении спорных результатов оценки порогового контраста измере! повторяют с помощью статистической испытательной таблицы (рис.6).

■ф- ! 1гго\ * \ /\7 \

4- \/ е 1 5 У

Рис.6. Тест-таблица для измерения порогового контраста статистическим методом.

Для каждого заданного теста контраста и для каждого наблюдателя проводят менее десяти опытов, причем тест контраста в каждом опыте устанавливают (пе{ включением излучения) случайным образом в месте, неизвестном наблюдателям.

В результате проведенных измерений обрабатывают данные трех наблюда лей. За пороговый контраст УРИ принимают значение контраста, при котором ве] ятность обнаружения теста контраста не менее 80 %.

Динамический диапазон - наибольшее отношение интенсивностей рент новского излучения на двух полях входной плоскости УРИ, при котором в изобра/ нии каждого из этих полей на выходном экране одновременно визуально обпаруя

ваются объекты заданного размера, причем контраст рентгеновского изображения указанных объектов имеет одинаковое значение.

При спорных результатах измерения динамического диапазона измерения повторяют с помощью статистической испытательной таблицы.

Предел разрешения - наибольшее число штрихов в одном миллиметре рентгеновского изображения свинцовой миры, расположенной в данном месте входной плоскости, которые видны раздельно на выходном экране УРИ при оптимальных для наблюдателя условиях наблюдения. Он характеризует способность УРИ преобразовывать и передавать в цепях тракта детали изображения малых размеров.

Предел разрешения УРИ измеряется с помощью тестов - рентгеновских мир, устанавливаемых во входной плоскости УРИ в центре и на периферийной части (обычно на 0,9 диаметра рабочего поля УРИ рис.7).

Рис.7. Рентгеновская мира.

Рентгеновские миры представляют собой совокупность секций свинцовых полос толщиной (90±10)мкм, расположенных на рентгенопрозрачной подложке, таким образом, что ширина полосы данной секции равна расстоянию между полосами этой секции. Толщину свинцовых полос выбирают из условий создания 100% (или близкого к 100%) контраста рентгеновского изображения миры при заданном качестве рентгеновского излучения.

Предел разрешения К измеряется в штр/мм или парах линий / мм:

П=-с1, 2

где с1 - ширина полосы миры, разрешаемой УРИ.

Для контроля РДА (точнее средств визуализации РДА) в условиях наладки и эксплуатации в лечебных учреждениях автором использовался также статистический метод оценки выявляемое™ деталей внутренней структуры неподвижных объектов, основанный на законах психофизики. Одновременно с помощью этого метода воз-

можно оценить квалификацию оператора (врача-рентгенолога) и склонность его к i пердиагностике или пропускам.

В зависимости от назначения рентгенодиагностической аппаратуры приме! лись различные тест-объекты из тканеэквивалентных материалов, содержащие пол( ти или включения, близкие по форме и составу к реальным объектам исследования.

Тест-объект закреплялся во входной плоскости УРИ. По изображению те< объекта на экране видеоконтрольного устройства или на снимке оператор определи, процентах кажущуюся вероятность наличия отверстий на дисках: 100 - точно есть, - вероятно есть, 50 - неопределенно, 25 - вероятно нет, 0 - точно нет. Эти числа хар; теризуют степень уверенности в существовании отверстий, т.е. выявляемость. Bej ятности истинного заключения о наличии отверстий (Yes/signal) - P(Y/s) и ложнс заключения о его наличии (Yes/noise) - P(Y/n) при неизвестном оператору 3apai числе отверстий определялись по формулам:

Р(У,">-тЬгу <">

а вероятность правильного ответа

р = Р(У/*) + 1-Р(У/п) =05+П00т_в/ 100(п_т(23)

где А - сумма чисел процентов кажущейся вероятности, соответствующих дискам отверстиями; т - число дисков с отверстиями; В - сумма остальных чисел; п - общее число дисков.

В таблице 1 приведены результаты оценки УРИ 230/150 и ряда комплект! экран-пленка по вышеизложенной методике.

Отверстие считалось выявленным, если вероятность его правильного обнаружен: Р>0,9. Использовались диски из алюминия и двух видов тканеэквивалентных плас масс.. Помимо сквозных отверстий применены углубления на величину, равную ди метра отверстия, заполнение бариевой известью.

Среднеквадратичная погрешность измерений, проводимых несколькими опер торами, примерно равна погрешности, получаемой одним опытным оператором П{ обработке результатов ряда измерений при различных комбинациях размещения ди ков в тест-объекте. В случае вероятности выявления Р, близкой к 0,9, экспериме! повторялся и полученные результаты усреднялись. Известно, что между вероятность правильного выявления и отношением сигнал/шум имеется функциональная завис: мость, определяемая по номограмме рис.8. На номограмме находилась точка с коо] динатами Р(У/в) и Р(У/п), вычисленными по вышеприведенным формулам, и выбир,

лась проходящая через эту точку или ближайшая к ней ЯОС-кривая, представляющая собой зависимость Р(У/5)=ДР(У/п)]. Ближайшая к найденной на номограмме точке штриховая линия в условных единицах характеризовала положение (сдвиг) интуитивно выбранной оператором границы между яркостями, соответствующими тестовому элементу или фону, т.е. склонность оператора к гипердиагностике или пропускам. В нашем случае сдвиг равнялся нулю, а отклонение сигнал/шум \|/ =2,5-3,0 (рис.9).

Таблица 1

Диаметры выявляемых отверстий и включений, отвечающие вероятности правильного обнаружения Р >0,9 при СПО (слое половшшого ослабления) _равном 7мм алюминия н оптимальной мощности дозы_

Способ получения изображения Канал изображения Наименьший диаметр выявляемых отверстий или включений в различных материалах, мм

отверстия в алюминии отверстия в пластмассе П2Д МВТ (эквивалент мягкой 1 биологической | ткани) отверстия в пластмассе ГОД КБТ (эквивалент костной биологической ткни) включения из ВаБО в пластмассе П2Д МВТ

сУРИ-230 мм ТВ 1,7 3,0 2,0 0,8

сУРИ-150 мм ТВ 1,5 2,7 1,7 0,6

Рентгеновские снимки на пленку

РМ-1 с усиливающими экранами 1,1 2,0 1,2 0,45

ЭУ-В2

Рентгеновские снимки на пленку

РМ-1 с усиливающими экранами 1,3 2,0 1,4 0,5

ЭУИ-1

Рис.8. Номограмма для прогнозирования результатов диагностики.

ЯОС-кривые - сплошные линии, отвечающие различным отношениям сигнал/шум (указаны числами над кривыми). Штриховые линии - геометрическое место точек, отвечающих различному положению границы между яркостями изображений тестового элемента и фона. Сдвиг границы (в усл. ед.) указан числами над линиями.

Рис.9. Зависимость вероятности правильного ответа от отношения сигнал/шум при

сдвиге границы, равном нулю.

3. Методика теоретической оценки порогового контраста и экспозиционной дозы тракта визуализации рентгенодиагностнческого аппарата.

Теория оптимизации условий рентгенологических исследований

В главе 3 приведена методика теоретической оценки порогового контраста экспозиционной дозы тракта визуализации рентгенодиагностического аппарата; дан соответствующие значения и взаимосвязь дозы (мощности дозы), контрастов и разм ров объектов, которые могут быть обнаружены на выходном экране тракта визуализ; ции РДА. Представлена методика и проиллюстрированы результаты по выбору опп мального значения энергии излучения дозы (мощности дозы) и ряда других параме-ров при рентгенологических исследованиях.

Проектирование любой рентгенодиагностической системы должно начинатьс с точного определения качества изображения, обеспечивающего безошибочную ш становку диагноза. Критерием обычно служит мнение большинства рентгенологе относительно минимального размера и контраста объектов, которые должны бьп различимы, чтобы изображение имело диагностическую ценность.

Тем не менее, при проектировании систем первостепенную роль играют ограничения по дозе излучения, определяющие основное граничное условие, которс . приходится соблюдать, выбирая оптимальное сочетание таких параметров, как ра: мер, контрастность и подвижность объектов. Увеличение потока рентгеновских кваь тов также позволяет различать более мелкие объекты и (или) менее контрастные. 1 ростом числа рентгеновских квантов рентгеновский сигнал и отношение сигнал/шу; (S/N) увеличиваются.

Рассмотрим предельные теоретически возможные значения дозы (мощност дозы) во входной плоскости средств визуализации вышеприведенной аппаратурь необходимые для формирования качественного изображения диагностируемого обт екта.

Можно записать (без учета рассеянного излучения)

пф = N0e~M'hSr%, (3.1)

где Пф - среднее число квантов, поглощенных преобразователем рентгеновского изо бражения системы цифровой флюорографии за время т (т - время накопления, ин тегрирования преобразователя);

Ы0 - среднее число квантов, падающих на 1 см2 преобразователя в 1 с при отсутствии просвечиваемого объекта;

- число квантов, падающих на 1 см2 преобразователя в течение 1 с с учетом поглощения части их просвечиваемым объектом, т.е. плотность потока квантов, падающих на преобразователь (входную плоскость системы визуализации); ¡лг коэффициент линейного ослабления падающих на просвечиваемый объект квантов;

А - толщина просвечиваемого объекта; 5 -площадь преобразователя;

£ - коэффициент эффективности поглощения рентгеновских квантов в преобразователе.

При наличии неоднородности в просвечиваемом объекте с коэффициентом линейного ослабления Ц2, среднее число квантов, поглощенных преобразователем за время т, изменится на величину:

Ап=(ц-^)с1пр. (3.2)

Согласно распределению Пуассона среднеквадратичная флуктуация числа поглощенных в преобразователе квантов:

о= VЬф * Лп) (3.3)

- в случае исследования пороговых значений контрастов системы визуализации изображения, т.е. при

Лп « пф. (3.4)

Среднеквадратичная флуктуация сигнала о неоднородности объекта может быть записана в виде:

ос= а (3.5)

Для уверенного обнаружения (регистрации) внутренной структуры просвечиваемого объекта при анализе рентгеновского изображения необходимо, чтобы

йп»Ч'ас, (3.6)

где

¥ - пик-фактор шума, значение которого составляет =5.

Из вышеприведенных соотношений можно получить неравенство, определяющее минимальное значение Пф, необходимое для уверенного обнаружения заданного контраста

Кр = Ап/пф (3.7)

пф >2 Ч*/Кр2 (3.8)

и, следовательно:

24*/Кр2 Бт^, (3.9)

где

N = N,6-"'" (3.10)

минимальное значение плотности потока квантов, приходящихся на преобразователь (входную плоскость системы визуализации), необходимое для уверенного обнаружения Кр.

Соответствующее значение мощности дозы:

о - 2Т1Ч"

где ц - коэффициент, связывающий плотность потока квантов с мощностью дозы и: лучения заданной энергии (для напряжения на рентгеновской трубке, соответст вующей эффективной энергии излучения 50 кэв

г] а 5' Ю'5 мкР см2/квант.

(3.12)

На рис.10 приведены соответствующие значения и взаимосвязь дозы, мощност: дозы плотности энергии (потока излучения), контрасты и размеры объектов, которы могут быть обнаружены на диагностируемом изображении РДА.

Х,ммг 11ни

-Ч-;—Н-

Юг П,нР(£=20кз8)

1Ие Ю1 Р, рснтг. кдантч/(нм г-с) 1р Р,мР/с[Е-БО кэв)

Ю'г 10'' 1 101 10г Р,мР/с(Е=20кэВ)

Рис.10. Взаимосвязь экспозиции, контраста и разрешения.

^ Пороговое значение контраста систем визуализации современных средств цифровой рентгенографии для неоднородности площадью 1 см2 составляет величину близко к и 1%. Оценим соответствующее значение мощности дозы, необходимое для уверенного обнаружения порогового контраста для двух типов образцов цифровой интроскопии:

- сканирующей аппаратуры с линейно-матричным преобразователем полупроводникового типа (Рса);

- аппаратуры электронно-оптической цифровой интроскопии (Р,оци).

Таким образом, Рса = 3125 мкР/с 04

( г =0,01 с для стандарта разложения « 1000 х 1000 элементов, времени сканирования Шеи 0,8)

Л.,. = 156 мкР/с (Т = 0,2 с, 4=0,8).

При этом доза необходимая для уверенного обнаружения порогового контраста » 1 % в обоих случаях (при равных значениях 4)

fea ^эоци ^ 3 J МкР.

Как видно из вышеприведенного расчета, для обнаружения неоднородности диагностируемого объекта заданного контраста при прочих равных условиях сканирующим системам цифровой интроскопии необходимо примерно в 20 раз большие затраты мощности дозы, чем для систем ЭОЦИ.

Доля рассеянного излучения, участвующего в формировании изображения просвечиваемого объекта в сканирующей аппаратуре, благодаря жесткой коллимации пучка составляет не более нескольких процентов от основного потока излучения, следовательно,

Kp*(prM2)d (3.13)

Таким образом, значение Кр связано с размером неоднородности d в направлении рентгеновского пучка. В частном случае, когда неоднородность объекта представляет собой воздушную полость размером d, /j2 «ц¡ и

Kp*Mid=Vih8, (3.14)

где 5=d/h (3.15)

- относительный размер неоднородности исследуемого объекта. Чем меньше обнаруживаемая величина 5, тем выше чувствительность метода интроскопии и, следовательно, чувствительность аппаратуры.

Согласно вышеприведенным выражениям при использовании детекторов полного поглощения энергии излучения (что вполне осуществимо для данного типа аппаратуры), можно записать:

К2р >50е-"н/Ио8т, (3.16)

откуда

5>(7,07/nih) V(e",'VNoST). (3.17)

Чувствительность сканирующей аппаратуры (3.17), определяемая контрастными и флуктуационными характеристиками рентгеновского изображения, сформированного за стальным фантомом в диапазоне толщин 1 - 40мм стали, представлении рис.11. Для расчета использована эмпирическая зависимость

H=m/lf-9h0'\ (3.18)

полученная для рентгеновского аппарата с двухполупериодной схемой выпрямления.

В формуле (3.18) U - анодное напряжение на рентгеновской трубке (кВ); h - толщина фильтра стального фантома (см).

Значения St в диапазоне 4'10'5 - 4'10'7 см2с, использованные в настоящем расчете, соответствуют реальному диапазону задач рентгенологических исследований. Видно, что чувствительность сканирующей аппаратуры в диапазоне анодных напряжений рентгеновской трубки 100....240 кВ при просвечивании материалов эквивалентных фантому толщиной 1...40 мм увеличивается с ростом анодного напряжения, несмотря на уменьшение р.. Это можно объяснить тем, что для заданных условий рентгеновской диагностики при постоянных значениях Sx и h с увеличением энергии

излучения рост плотности потока рентгеновских квантов за стальным поглотителе происходит значительно интенсивнее, нежели уменьшение соответствующего знач! ния щ.

В рассматриваемом случае для достижения чувствительности аппаратур! близкой к 1%, должно выполняться условие

Бт> 4' 10~5 см с. (3.19)

8'/.

Ь,см

Рис.11. Зависимость чувствительности рентгеновской сканирующей аппаратуры от толщинь стального фантома и анодного напряжения на рентгеновской трубке: I - 8т=4 10"5; II - 4 10'7 см2с; 1-й =100; 2-и=150; 3-и = 200; 4-и=240кВ.

При этом возможно обнаружение неоднородности контролируемого объекта с £ > 1 см2. При необходимости обнаружения неоднородности с Б « 1 см2, например, с Б £ 10° см2 должно выполняться условие т > 4' 10'5 / 10'3 = 4' 10'2 с. Это время фактически соответствует времени формирования рентгеновским излучением одного элемента и, следовательно, одной строки рентгеновского изображения на сканирующем интроскопе.

Глубину выявленной неоднородности просвечиваемого объекта (в направлении излучения) при размерах неоднородности (в плоскости, параллельной входной плоскости УРИ), значительно превышающей нерезкость системы, можно определить из выражения

X /Н.

(3.20)

где ц - коэффициент ослабления "узкого" пучка рентгеновского излучения;

X - коэффициент накопления (% > 1), учитывающий рассеянное излучение;

Кпор. - входной пороговый контраст тракта визуализации.

На рис. 12 в качестве примера приведена зависимость значения минимально выявляемого размера неоднородности <3 от напряжения и на аноде рентгеновской трубки РДА для стального фантома толщиной 4 - 10мм.

Как видно из рис. 12 для толщин стального фантома Ь = 4 - 10мм, функция (1 = (Щ кв) имеет минимумы, которые очевидно определяют оптимальное значение энергии рентгеновского излучения и, следовательно, максимальную чувствительность метода.

14.0

13,2

12,4

11.6

10,8 8,2

8.4

7.6

6,8

6,0

5.2

4.4

3,6

2,8

й тт 10

81» ч

100 120 140 160

ii кв

Рис. 12. Зависимость размера выявляемой неоднородности от энергии рентгеновского излучения.

3. Анализ н разработка мсднко-тсхннческих требований на ряд универсальных и специализированных рснтгенодиагпостических аппаратов для флюорографии, ангиографии, хирургии и литотрипсин

По назначению рентгенодиагностические аппараты разделяют на аппарат общего назначения и специализированные для исследования отдельных органов систем человеческого организма (для маммографии, стоматологии, нейрорентгенод] агностики, урологические), для исследования легких (флюорография), а также Д1 реализации особых рентгенологических методик: томографии, ангиографии и других Аппараты общего назначения и специализированные бывают в 2-х исполнен! ях - универсального типа для снимков (рентгенография) и просвечивания и снимо< ные - только для производства рентгенографии.

По принципу формирования и визуализации рентгеновского изображения РД. можно разделить на два класса: аппараты с преобразователями (приемниками) два мерного рентгеновского изображения и аппараты со сканирующими системами, ш пользующие технику сканирования диагностируемого объекта пучком излучения.

В зависимости от конструкции и условий эксплуатации рентгенодиагностичс ские аппараты или комплексы разделяют на стационарные, предназначенные для экс плуатации в специально оборудованных помещениях; передвижные - для эксплуат; ции в палатах, операционных ( в том числе травмотологические), перевозимые н специальных автомобилях, переносные, например, импульсные, транспортируемы силами не более двух человек. Передвижные РДА изготовляют также разработанны ми для исследований в палатах, на дому, а также в военно-полевых и экспедиционны условиях.

На рис. 13 приведена классификация современного парка рентгенодиагности ческой аппаратуры, соответствующего настоящим требованиям рентгенологически, методик и достигнутым техническим возможностям аппаратуры. Перечень аппарату ры дополнен рядом новых, активно развивающихся средств диагностики, а также ра бочими местами в соответствии с актуальными запросами медицинской практики. I состав современного РДА как правило входят: один или несколько рентгеновских из лучателей; питающее устройство, обеспечивающее электрической энергией рентге новский излучатель (рентгеновскую трубку) и регулирующее его радиационные пара метры; устройство для преобразования рентгеновского излучения, прошедшего чере: исследуемый объект, в видимое изображение, доступное для наблюдения, анализа I регистрации его (средства визуализации); штативные устройства, служащие для вза имной ориентации и перемещения излучателя, объекта исследования (человека) I приемника излучения; систему защиты и управления РДА.

Для формирования потока излучения применяют диафрагмы, тубусы, фильтры отсеивающие растры, коллиматоры, формирующие излучение в пространстве; авто матические рентгеноэкспонометры и стабилизаторы яркости, формирующие его пото! во времени.

Узел визуализации рентгеновского изображения является наиболее определяющим и ответственным за лучевую нагрузку и качество диагностики РДА независимо от назначения и конструкции аппарата.

Рис. 13 Классификация современного парка рентгенсдиагностической аппаратуры

Исследование процесса формирования рентгеновского изображения, изучение и разработка методик оценки качества диагностируемого изображения, определение основных характеристик и показателей назначения системы визуализации РДА, поиск возможных путей совершенствования РДА ставило конечной целью поиск критериев построения РДА, обеспечивающих высокую диагностическую ценность и радиационную безопасность рентгенологических исследований.

Вышеуказанные исследования проводились на основе методов рентгеновской интроскопии - научно-технического направления, наиболее полно отвечающего поставленной задаче.

Поиск компромиса между величиной лучевой нагрузки на пациента при рентгенологических исследованиях и основными параметрами средств визуализации рентгеновского изображения, определяющими качество диагностики, определил применение в рентгенологических исследованиях в основном следующих двух типов средств визуализации - усилителей рентгеновского изображения (УРИ):

1) УРИ с рентгеновским электронно-оптическим преобразователем, в которых рентгеновский экран находится внутри вакуумной колбы электронно-оптического преобразователя и конструктивно совмещен с его фотокатодом (рис.14). Используемые в УРИ РЭОПы могут быть как с устройствами формирования электронного изображения прямого переноса (рис. 14,а), так и с оборачиванием изображения (рис.14,6).

2) УРИ, в которых световое изображение с рентгеновского экрана, находящегося вне вакуумной колбы, переносится светосильным объективом на фотокатод электронно-оптического преобразователя (ЭОП) - усилителя света (рис.15).

/ 12

1

□ 1

Рис.14. Усилители рентгеновского изображения на базе РЭОПа: 1 - РЭОП; 2 - основной объектив тандема; 3 - светоделительное зеркало; 4 - телевизионный объектив; 5 - объектив фотокамеры; 6 - передающая телевизионная трубка; 7 -фотокамера; 8 - блок телевизионного канала; 9 - видеоконтролыюе устройство; 10 - блок питания и управления; 11 - видеомагнитофон; 12 - зрительный анализатор.

М к ) 6 7 В 0 10

жч

11

Рис.15 Усилитель рентгеновского изображения с однокамерным ЭОПом (усилителем света): I - рентгеновский экран; 2 - зеркало; 3 - входной объектив; 4 - усилитель света (ЭОП); 5 - основной объектив тандема; 6 - телевизионный объектив; 7 - передающая электронная трубка; 8 - блок питания и управления; 9 - блок телевизионного канала; 10 - видеоконтролыюе устройство; 11 - видеомагнитофон; 12 - зрительный анализатор.

Для УРИ с оптическим переносом изображения (рис.15) возможно использование рентгеновских экранов принципиально не отличающихся от экранов для рентгеноскопии и флюорографии.

Для рентгеноскопии, кроме указанных выше порошковых экранов из ' СёЭ - Ag и Сс^ОгЗ-Тв возможно применение также монокристаллических экранов на базе Св.! - Т1 и Св.! - Ыа. Они обладают более высокими разрешением и поглощающей способностью рентгеновского излучения. Однако, при использовании монокристаллов велики потери света, что вызвано преломлением его на границе кристалла и воздуха и полным внутренним отражением (рис. 16).

Отношение светового потока, попадающего в объектив Р„, к световому потоку, который достигал бы его при отсутствии преломления Р0, составляет:

К = 4 ¥0 п(п + 1)2' где п - показатель преломления монокристалла. Для СУ например, п»1,79 и Р„/Р0 »0,29.

Щелочно-галлоидные монокристаллы практически не поглощают собственное световое излучение, поэтому толщина экранов может быть выбрана такой, чтобы обеспечить полное поглощение падающего излучения. Экраны Сб.! - Т1 толщиной Змм поглощают более 95% падающего рентгеновского излучения с максимальной энергией 200 кэВ. На рис.17 приведена зависимость доли поглощенной энергии излучения от напряжения на рентгеновской трубке и толщины монокристалла.

С учетом ряда недостатков указанных выше монокристаллических экранов из Сб.! - Т1 (Сз1-Ыа) достаточный интерес представляет использование в УРИ с оптическим переносом изображения порошковых экранов из Сб1 - Т1 люминофора. Обладая почти столь же высоким выходом рентгенолюминесценции, как Еп8.Сс18 - Ag.Cl и незначительно уступая ему по степени спектрального соответствия лучшим фотокатодам, Сэ1 - Т1 люминофор существенно превосходит гп5.Сс!8 - А§С1 по способности к

поглощению рентгеновского излучения, применяемого в медицинской и технической рентгенодиагностике, причем это преимущество растет по мере увеличения энергии квантов Еэф ("жесткости") излучения. По этой причине при Е*р40 кэВ Сэ1 - Т1-экраны в сочетании с приемниками света с сурьмяно-цезиевым, бищелочным и мультищелоч-ным фотокатодами превосходят эффективности гп8.С<18 - А§- экраны. Это видно из рис.18, на котором представлены кривые зависимости удельной (на единицу мощности дозы Р) эффективной (по отношению к ВЬ - Св-фотокатоду) поверхностной плотности излучения экранов от Е^,, характеризующие также соответствующую зависимость конверсионного фактора Св=В/Р сочетания экрана с ЭОП (В - яркость выходного экрана ЭОП).

Рис.16. Схема, поясняющая определение потерь света вследствие его преломления на границе монокристалла М с воздухом.

Р%

/У

\ Ь=6тш Г ео

43 0 (г » 60

- - \ ( Ья2тт

//

< 40

12 <1,тт

Рис.17. Зависимость доли поглощенной энергии излучения О монокристаллическим экраном из СбКТ!) от его толщины с! мм и напряжения на рентгеновской трубке:

а-150кВ; 6-120кВ; Р-90кВ

(Ь - толщина стального фильтра).

лучения экранов от эффективной Е,ф энергии рентгеновского излучения: 1 -С5.1(Т1)(ЭРС-Ц); 2-гп5^8Аё(ЭРС-240).

Указанные преимущества Сб1 - Т1 экрана весьма существенно влияют на характеристики УРИ. Это связано, во-первых, с тем, что увеличение светового потока при заданном значении Р ставит передающую телевизионную трубку в более благоприятные условия. Во-вторых, рост отношения интенсивностей рентгенолюминесценции - Т1 и 2п8.С(18 - Аи-экранов с увеличением Е^ (рисунок) приводит к тому, что при переходе к Сб1 - Т1-экрану уменьшается различие в значениях яркости, соответствующих участкам исследуемого объекта, обладающим существенно различным поглощением. Благодаря этому увеличивается динамический диапазон, являющийся одной из важнейших характеристик УРИ, предназначенного для медицины. Наконец, в-третьих, увеличение доли поглощаемого излучения при переходе от 2п5.Сс1$ - Ag- к Сб1 - Т1-экрану заметно снижает уровень квантовых флуктуации, а потому и пороговый контраст.

Эти преимущества СбГ - Т1-экрана подтвердились при его испытании в УРИ типа "Вега-320" (разработанного непосредственно под руководством автора настоящей работы), в котором использованы многокамерный ЭОП магнитной фокусировкой и телевизионная система с видиконом (табл.2).

Таблица 2

Относительная интенсивность свечения выходного экрана УРИ "Вега-320" при использовании различных входных экранов (¡*=70 - 80 мг'см"2)

Напряжение Толщина Интенсивность свечения при использовании входного экрана

на трубке, А1-фильтра, ЭРС-300 из мелкозерни- из ЭРС-Ц

кВ мм из крупнозернистого стого садо - ть из

гпБ.СаБ - Ag гпЭ.СсЮ-Ая СбГ - Т1

70 20 100 84 61 150

110 38 100 80 97 193

Принцип действия УРИ, представленных на рис.14, основан на использовании рентгеновских электронно-оптических преобразователей (РЭОП). Схема РЭОП приведена на рис. 19, 20.

л

' I \

г г 1 * < л

а)

? J <■ «

Рис. 19. Рентгеновский электронно-оптический преобразователь: а - с электростатической системой прямого переноса; б - с оборачиванием изображения; 1 -входное окно; 2 - рентгеновский экран; 3 - прозрачная тонкая перегородка; 4 - фотокатод; 5 - электроды; 6 - выходной катодолюминесцентный экран; 7 -корпус (колба); 8 - выходное окно; 9 - защитное свинцовое стекло.

к—й;—гтгТ'ГП

¡У

1-е. , 1

/ I • > •--,! г I 1 -Л...Л- .¡-О' , г 'Г. , ;

Шчш

/ / з * е з ь ¡13 3

Рис.20. Рентгеновский электронно-оптический преобразователь с прямым переносом двухкамерного типа:

1 - входное окно; 2 - рентгеновский экран; 3 - прозрачная тонкая перегородка; 4 - фотокатод; 5 - ускоряющие электроды; 6 - катодолюминесцентный экран; 7 - корпус (колба); 8 - выходное окно; 9 - защитное стекло.

РЭОПы в зависимости от конструкции подразделяются на два типа: с электростатической системой прямого переноса и с оборачиванием изображения (рис. 19 а,б).

Усиление яркости в РЭОПах достигается, с одной стороны, увеличением светового потока с выходного экрана благодаря ускоряющему напряжению, а с другой -электронно-оптическим уменьшением изображения.

В РЭОПах с электростатической системой прямого переноса, где электронно-оптическое уменьшение изображения отсутствует, увеличение яркости выходного изображения может быть достигнуто в результате использования двух или нескольких каскадов (камер) усиления. Схема такого РЭОПа приведена на рис. 20.

РЭОПы с электростатической системой прямого переноса конструктивно выполнены в виде вакуумного конденсатора с плоскими параллельными электродами, вследствие чего получили название "бипланарных" или "плоских". Фокусировки электронов в таких РЭОПах нет. Изображение переносится параллельно с фотокада на катодно-люминесцентный экран и в отличие от РЭОПов с оборачиванием изображения остается прямым.

В плоском РЭОПе для повышения яркости изображения необходимо повышать напряжение между электродами, а для повышения разрешающей способности -уменьшать расстояние между ними. Повышение обоих основных параметров приводит, таким образом, к необходимости повышения напряженности поля. Ограничения в этом случае определяются механической прочностью экрана и вероятностью возникновения автоэлектронной эмиссии с фотокатода.

В плоском РЭОПе разрешающая способность одинакова на всей площади фотокатода; отсутствуют дисторсия и астигматизм. Изображение на экране плоского РЭОПа свободно от всех аберраций, кроме хроматической.

В плоском РЭОПе, благодаря его конструкции, значительно выше обратная световая связь экрана с фотокатодом. Чтобы снизить ее, экран должен быть покрыт сплошной непрозрачной алюминиевой пленкой, которая, кроме того, должна иметь низкий коэффициент отражения.

Плоские РЭОПы уступают РЭОПам с оборачиванием изображения по коэффициенту усиления (преобразования), пределу разрешения и коэффициенту передачи контраста. Однако, учитывая простоту УРИ с плоскими РЭОПами (последние используются в УРИ прямого наблюдения, без телевизионных систем) и значительный выигрыш их по лучевой нагрузке по сравнению с экранами для рентгеноскопии, плоские РЭОПы широко применяются в рентгенологической практике.

В качестве рентгеновского экрана (см. табл. 3) целесообразно применять люминофор из йодистого цезия, активированного натрием. Такой экран обладает примерно в 2 раза большей светоотдачей, чем сульфидные люминофоры, и хорошим спектральным соответствием фотокатоду.

Таблица 3

Входные экраны рентгеновских электронно-оптических преобразователей

Люминофор Энергетический выход люминесценции, % Длина волны максимума излучения, мм Эффективный атомный номер Плотность, г/см2

вс12028-ТЬ 14-18 548 60 7,34

2п8Сс15-Ая 19-20 530-540 36 -

СБ-Г-Иа 19 405 54 4,51

Значительный прогресс был достигнут изготовлением входных экранов РЭО Пов на базе эпитаксиальной структуры люминофора из Св-Ы^а, которые сочетают I себе высокий энергетический выход люминесценции с более эффективным поглоще нием по сравнению с люминофором из ¿п8Сс18-Ад и имеют высокий коэффициет спектрального соответствия фотокатоду РЭОПа. Кроме того, разрешающая способ ность экранов из Св.1-№ значительно выше, так как они представляют собой систем} игольчатых кристаллов, действующих как световоды.

Люминофор из йодистого цезия обладает плотной кристаллической структурой, причем кристаллы имеют форму нитей, расположенных перпендикулярно поверхности экрана (эпитаксиальную структуру), что снижает боковые потери света и обеспечивает хорошую разрешающую способность при более толстом, чем из порошкового люминофора экране. При этом имеет место более эффективное поглощение экраном энергии рентгеновского излучения. Входное окно современных РЭОПов изготовлено из малопоглощающего рентгеновское излучение материала, например, титановой или алюминиевой фольги.

В системах УРИ первого типа (рис.14) основное усиление яркости изображения происходит в РЭОПе и затем изображение передается на малочувствительную телевизионную трубку типа видикон или другой приемник изображения, например, ССД-матрицу.

В системах второго типа изображение предварительно незначительно усиливается с помощью однокамерного ЭОПа и затем проецируется на высокочувствительную передающую телевизионную трубку или также ССД-матрицу высокой чувствительности.

При использовании РЭОПов не требуется оптической системы для переноса изображения с рентгеновского экрана на фотокатод, благодаря чему потери света и информации в этой части прибора практически отсутствуют. Кроме того, значительное усиление яркости изображения РЭОПом позволяет регистрировать изображение с выходного экрана РЭОПа при минимальных мощностях дозы облучения исследуемых объектов.

Системы УРИ первого типа имеют очевидные преимущества относительно лучевых нагрузок на просвечиваемые объекты, что особенно важно при рентгенологических исследованиях в. медицинской практике. Однако производство РЭОПов с большими размерами рабочих полей ( созданы РЭОПы с диаметрами рабочих полей более 500 мм) связано с технологическими трудностями. Применение таких РЭОПов приводит к значительному увеличению стоимости УРИ.

Создание систем УРИ второго типа с аналогичными размерами рабочих полей решается изменением конструкции входной части УРИ. Благодаря проецированию изображения с рентгеновского экрана, находящегося вне вакуумной колбы, на фотокатод ЭОПа можно применять входные экраны практически любых размеров.

Для того, чтобы получить удовлетворительное качество изображения, в системах второго типа необходимо уменьшить потери света при переносе изображения с рентгеновского экрана на фотокатод усилителя света. Для этого необходимо применять сверхсветосильную оптическую систему. Основным недостатком УРИ второго типа является не столько потери света при переносе изображения с рентгеновского

экрана на фотокатод усилителя света, сколько возможное уменьшение информативности в этой части аппаратуры.

Чтобы снизить потери информации при переносе изображения просвечиваемого объекта с рентгеновского экрана на фотокатод ЭОПа, необходимо по крайней мере на каждый квант рентгеновского излучения, поглощенный в рентгеновском экране, иметь не менее одного фотоэлектрона, эмиттируемого фотокатодом ЭОПа.

Число электронов, эмиттируемых фотокатодом ЭОПа при поглощении одного кванта излучения рентгеновским экраном

ф2М0<ра

~ 4Р2(¡5т + 1)2' (4Л">

где г - коэффициент пропускания света объективом; Р - увеличение объектива в зрачках; т - величина поперечного уменьшения объектива; Т7- знаменатель относительного отверстия объектива; И0 - число световых квантов, испускаемых рентгеновским экраном; <р - квантовый выход фотокатода ЭОПа;

а - коэффициент, учитывающий спектральное соответствие рентгеновского экрана фотокатоду ЭОПа.

При симметричной схеме объектива (/?= 1) снижение информации при переносе изображения в основном определяется коэффициентом пропускания, величиной поперечного уменьшения и относительным отверстием объектива. Чем больше значение г, меньше Г и т объектива, тем больше фотоэлектронов эмиттируется фотокатодом ЭОПа.

Для УРИ, разработанного по схеме аппаратуры второго типа при энергии рентгеновского излучения наиболее часто используемой в практике медицинской рентгенологии, N<(3-4). Таким образом, в УРИ второго типа на каждый поглощенный квант рентгеновского излучения с фотокатода ЭОПа можно получить несколько фотоэлектронов, однако эта величина в десятки раз меньше числа фотоэлектронов, эмиттируемых в аналогичных условиях фотокатодом РЭОПа в УРИ первого типа, благодаря контактному способу передачи изображения с экрана на фотокатод РЭОПа. Кроме того, эпитаксиальная структура экрана РЭОПа дает возможность более эффективно преобразовывать энергию рентгеновского излучения, что позволяет на УРИ первого типа обнаруживать малоконтрастные объекты при меньших лучевых нагрузках.

В главе 4 рассмотрены особенности рентгенологических исследований, которые определяют основные характеристики, конструктивное исполнение и эксплуатационные параметры рентгенодиагностической аппаратуры как универсального типа, так и для флюорографии, ангиографии, хирургии и литотрипсии.

Рентгенологические исследования при этом дифференцированы по следующим основным органам и системам организма: органы дыхания, сердце и кровеносная система, органы пищеварения, органы мочеполовой системы, костно-суставная система и череп, спинной и головной мозг.

Исходя из особенностей рентгенологических исследований, разработаны и приведены медицинские и технические требования к аппаратам и их составным частям: штативным устройствам, рентгеновским питающим устройствам, системам визуализации рентгеновского изображения, к электронно-вычислительным комплексам и др.

Рассмотрены и представлены данные по уровням лучевой нагрузки соответствующих типов аппаратов и требования по их радиационной безопасности.

5. Разработка ряда универсальных и специализированных рентгенодиагностических аппаратов.

Описание аппаратуры н основные ее характеристики

В главе 5 приведены результаты разработки и исследования универсальных и специализированных рентгенодиагностических аппаратов для флюорографии, ангиографии, хирургии и литотрипсии. Аппаратура разработана и испытана. Получено разрешение на применение ее в отечественной медицинской практике. Организовано ее серийное производство и поставка в лечебные учреждения МЗ РФ.

Рентгенодиагностические комплексы получили регистрационные удостоверения МЗ РФ и сертифицированы Госстандартом РФ.

Флюорограф с УРИ малодозовын с синтезом цифрового изображения ФСЦ-У-01 (рис. 21)

Флюорограф ФСЦ-У-01 предназначен для проведения массовой флюорографии грудной клетки пациента в положении стоя в прямой, боковой и косых проекциях, а также выполнения черепных снимков и ряда других исследований.

Принцип действия флюорографа основан на получении четырех фрагментов изображения грудной клетки в импульсном режиме излучения с помощью усилителя рентгеновского изображения, которые далее "сшиваются" компьютерной станцией в результирующее изображение, соответствующее полноформатному снимку.

Состав флюорографа

- Штатив с электромеханическим подъемником и устройством перемещения УРИ

- Усилитель рентгеновского изображения 12"

- Стойка с устройством рентгеновским питающим, моноблоком и коллиматором

- Цифровая радиологическая система:

• рабочая станция

• монитор (View Sonic 21")

• принтер лазерный

• комплект бесперебойного питания

• комплект программного обеспечения

Технические характеристики

Размер рабочего поля, мм Разрешающая способность, штр./мм

385x385 1,4

Число элементов цифрового изображения Пороговая контрастная чувствительность, % Средняя рабочая доза на исследование ( в плоскости приемника изображения), мкр Напряжение на рентгеновской трубке, кВ Ток рентгеновской трубки, мА Длительность экспозиции рентгеновского

излучения, мсек Время формирования полноформатного изображения, не более сек

1024x1024 0,5

70

40-110 1-10

160

Особенности

Низкая лучевая нагрузка на пациента. Средняя рабочая доза на пациента- в 50 раз меньше, чем при классической флюорографии. Диагностическая ценность полноформатног рентгеновского снимка. Высокая контрастная чувствительность (в 2-3 раза выше, чем при классической флюорографии).

Цифровая технология получения изображения. Отказ от рентгеновской пленки.

Компьютерные обработка изображений и архивирование.

Рис 21. Флюорограф с УРИ малодозовый с синтезом цифрового изображения ФСЦ-У-01.

Ангиографнческин комплекс "Анкор" с дигитальной системой (рис.22) Ангиографический комплекс предназначен для выполнения в экстренном и плановом порядке широкого спектра однопроекционных ангиографических исследований, таких как исследования сосудов сердца (коронарография и вентрикулография), грудная и брюшная аортография, ангиокардиопульмонография, а также все виды се-

лективных артериографий (интра- и экстракраниальных сосудов, висцеральных ветвей брюшной аорты и т.д.), контрастные исследования периферических артерий и вен.

Литографический комплекс позволяет выполнять различные рентгенохирур-гические вмешательства (дилатацию суженных артерий, клапанных стенозов сердца; эмболизацшо патологических артерио-венозных образований, источников кровотечения, гиперваскулярных опухолей; холангиографию; панкреатографию; фистулогра-фию; миэлографию и т.д.).

Регистрация, обработка и визуализация изображения производятся с помощью цифровой системы.

Состав аппаратуры

- Штатив ангиографический с системой визуализации изображения.

- Стол пациента напольный с плавающей углепластиковой декой.

- Стойка управления штативом и столом.

- Усилитель рентгеновского изображения диаметром 300 мм с замкнутой телевизионной системой и монитором.

- Устройство рентгеновское питающее среднечастотное и излучатель.

- Рентгеновский.

- Цифровая радиологическая ангиографическая субтракционная система (АДС).

- Комплекс аппаратно-программный регистрации, обработки и хранения рент-геноангиографических изображений форматом768х57б частотой следования до 25 изображений/сек; длительностью отдельных серий до 180 сек при скорости 25 кадров/сек и формате изображений 768x576; с оперативным архивом на 9000 изображений формата 768x576.

- Инъектор (шприц автоматический).

Технические характеристики

Устройство рентгеновское питающее:

Напряжение при катетеризации, кВ 50-110

Напряжение при записи, кВ 40-125

Мощность, кВт 50 (65,80)

Минимальная длительность импульса, мс 2

Штатив для ангиографии

Высота изоцентра от пола, мм 1050 Фокусное расстояние, мм 850-1150

Стол пациента с углепластиковой декой

Перемещение деки стола, мм:

вдоль стола 1300-2600

поперек стола ±80

по вертикали 250

Рис.22 Ангиографический комплекс "Анкор".

Аппарат передвижной рентгенодиагностическнн для операционных залов АПР-01 (рис.23)

Аппарат предназначен для рентгеноскопии и рентгенографии в условиях проведения хирургических операций в операционных залах, а также может быть использован в травматологии, урологии, кардиологии.

Состав аппарата

- Передвижное штативное устройство с С-образной дугой,

- Рентгеновское питающее устройство,

- Усилитель яркости рентгеновского изображения номинальным диаметром 23 см в комплекте с замкнутой телевизионной системой и телевизионным монитором,

- Устройство цифровой памяти 1024x512x8 бит с автоматическим запоминанием последнего кадра текущего изображения и любых четырех промежуточных изображений в комплекте с телевизионным монитором,

- Стойка мониторов (передвижная).

Технические характеристики Устройство рентгеновское питающее Питание - однофазная сеть:

напряжение, В 220+10%

частота, Гц 50+1

Сопротивление питающей сети, Ом, не более 1,0 Размер фокуса трубки, мм 0,9x0,9

Режимы просвечивания:

непрерывный

импульсный однократный Просвечивание осуществляется при:

анодном напряжении, кВ 40-110

анодном токе, мА 0,2-2,4 Рентгенография осуществляется при:

анодном напряжении, кВ 40-110

анодном токе, мА, не более 30

длительности снимка, с, не менее 0,01

диапазоне, мАс 1-180

Штативное устройство

Вертикальный ход дуги, мм 450

Поступательное перемещение дуги в горизонтальном направлении, мм 200

Угол поворота дуги в плоскости, перпендикулярной плоскости орбитального движения,205

Расстояние от фокуса трубки до входной плоскости УРИ, мм, не менее 900

Рис.23. Аппарат передвижной рентгенодиагностический для операционных залов АПР-01.

Комплекс рентгеновский диагностический для общей диагностики с усилителем рентгеновского изображения и поворотным столом-штативом КРД-СМ-50/125 (рис.24)

Назначение

Рентгенодиагностический комплекс предназначен для проведения рутинных исследований на трех рабочих местах:

- легкие и органы ЖКТ на ЭСУ поворотного стола-штатива при вертикальном, наклонном и горизонтальном положении пациента, а также в положении Тренделенбурга 15°

- снимки и томограммы черепа и скелета, а также урологические исследования на решетку снимочного штатива при горизонтальном положении пациента

- снимки легких, черепа и скелета на решетку в стойке снимков при вертикальном положении пациента.

Состав аппарата

Поворотный стол-штатив с экранно-снимочным устройством, Горизонтальный стол снимков с решеткой и плавающей декой, Штатив снимков с излучателем,

Стойка снимков с решеткой и регулируемой по высоте подставкой для ног,

Усилитель рентгеновского изображения номинальным диаметром 23 см ,

с телевизионной камерой на 625 строк и телевизионным монитором 44см,

Устройство рентгеновское питающее среднечастотное с микропроцессором,

Рентгеновский излучатель с трубкой,

Рентгенэкспонометр,

Цифровая радиологическая система.

Основные технические характеристики

Стол-штатив поворотный:

Перемещение ЭСУ: продольное, мм - 570

поперечное, мм компрессионное, мм Перемещение деки: продольное, мм поперечное, мм

-230 -265

+600-400

Наклон стола, °

Внутреннее уравновешивание УРИ Питание

о

+100 0-105

380В 50Гц 1,5кВт

Стол снимков:

Размер деки, мм

Перемещение деки: продольное, мм

2200x760 ±450

поперечное, мм ±120

Высота стола, мм 735

Штатив снимков:

Продольное перемещение, мм 1800

Поворот штатива, ° ±180

Перемещение излучателя, мм 1200

Углы томографии, ° 8,20,30,45

Питающее устройство:

Анодное напряжение рентгеновской трубки, кВ при рентгенографии 40-125 при рентгеноскопии 50-110 Анодный ток рентгеновской трубки при рентгеноскопии, мА 0-3 Установки количества электричества при рентгенографии, мАс 1-600 Питание 3-хфазное 380В 50Гц

t- KVf, if

Рис. 24. Комплекс рентгеновский диагностический для общей диагностики с усилите лем рентгеновского изображения и поворотным столом-штативом КРД-СМ 50/125.

6. Дальнейшее совершенствование теории и практики медицинской рентгеновской интроскопии, новые схемы РДА

В главе 6 определены дальнейшие направления совершенствования методик и средств медицинской рентгеновской интроскопии, представлен ряд новых схем аппаратуры, позволяющих расширить область применения РДА в медицинской практике.

Совершенствования теории и практики РДА возможно как благодаря улучшению характеристик отдельных составных частей РДА, так и вследствие появления новых элементов и схем, позволяющих радикально изменить характеристики составных частей и всей системы РДА в целом. Это особенно касается тракта визуализации рентгеновского изображения, где в ближайшее время на практике намечаются серьезные совершенствования, благодаря применению УРИ на базе полупроводниковых аморфных кремниевых структур. Появление же новых схем рентгеновской интроскопии в ряде случаев требует новых принципиальных подходов и, следовательно, новой теории и практики их построения и совершенствования.

В качестве такого примера можно рассмотреть схему тракта визуализации рентгеновского изображения флюорографа - флюорографической рентгенопроекционной камеры (рис. 25).

Рис.25. Флюорографическая ренттенопроекционная камера.

1 - источник излучения (двумерного типа, либо в виде сканирующей строки).

2,3 - пирамидальные многоканальные коллиматоры рентгеновского излучения.

4 - приемник рентгеновского изображения (рентгеновская пленка или передающая камера системы цифровой рентгеновской интроскопии).

5 - Диагностируемый (облучаемый) объект.

Принцип действия флюорографической рентгенопроекционной камеры основан на получении рентгеновского изображения просвечиваемого объекта в результате прохождения излучения через систему многоканальных коллиматоров с соосными каналами, оси которых пересекаются в одной точке за просвечиваемым объектом. Приемник изображения помещается между этой точкой и просвечиваемым объектом, точнее, выходным коллиматором.

Основные особенности такой камеры - это предельно низкая лучевая нагрузка на пациента и высокая контрастная чувствительность метода.

Не меньший интерес представляет схема тракта визуализации рентгеновского изображения, приведенная на рис.26.

Под действием рентгеновского излучения в конденсаторе вдоль границы диэлектрика и полупроводникового слоя образуется потенциальный рельеф, распределение которого адекватно распределению интенсивности рентгеновского излучения -рентгеновскому изображению на входе устройства.

Рис. 26. Устройство для преобразования рентгеновского изображения:

1- конденсатор; 2- левая обкладка конденсатора; 3- полупроводниковый слой; 4- правая свегопрозрачная обкладка конденсатора; 5- источник высокого напряжения; 6- резистор; 7- цепь регистрации фототока; 8- коллиматор; 9- координаточувствительный датчик; 10- оптическая сканирующая система; 11- источник света; 12- система оптической развертки; 13- источник рентгеновского изображения; 14- система цифровой интроскопии; 15-диэлектрик.

При сканировании световым лучом поверхности полупроводникового слоя 3 на резисторе 6 образуется последовательность электрических сигналов, соответствующих входному рентгеновскому изображению, которые регистрируются и преобразуются в видимое диагностируемое изображение цифровой рентгенологической системой. Устройство аналогичного типа с некоторыми структурными изменениями может быть использовано также для электрофотографической записи рентгеновских изображений и в рентгеновской томографии.

Принято считать, что аналоговая томография уступает по уровню эффективности цифровым методам реконструкции. Однако, в ряде случаев реконструкции высокочастотных рентгеновских томограмм можно показать, что аналоговая реконструкция практически не уступает цифровой вычислительной томографии, открывая значительные перспективы повышения пространственного разрешения и производительности при одновременном снижении сложности и стоимости вычислительных томофа-фов.

На рис. 27 и 28 приведены соответственно схемы таких томографов, использующие в одном случае в качестве приемника рентгеновского изображения усилитель рентгеновского изображения с РЭОПом, во втором - полупроводниковое устройство.

Рис. 27. Схема аналогового томографа на базе УРИ с РЭОПом.

1- источник рентгеновского излучения; 2- УРИ; 3- РЭОП; 4- призма Дове; 5-светоделительное зеркало; б- ТУ система прямого наблюдения; 7- ТУ система с расфокусированным изображением и инвертором видеосигнала; 8- сумматор видеосигнала; 9- ТУ видеоконтрольное устройство; 10-привод; 11-блок синхронизации; 12-механизм вращения.

Рис. 28. Схема аналогового томографа на базе полупроводникового регистрирующего устойства:

1- источник рентгеновского излучения; 2- фокус большего размера; 3- фокус меньшего размера; 4- светонепроницаемая кассета; 5- электрорентгенографическая пластина; 6- металлическая подложка; 7- полупроводниковый слой; 8-диелектрическая пластина; 9- токопроводящее покрытие; 10- генератор разно-полярного напряжения; 11- блок синхронизации; 12- устройство попеременного включения фокусов; 13- устройство синхронного вращения системы кассета-опора просвечиваемого объекта; 14- опора просвечиваемого объекта; 15-просвечиваемый объект.

Основные результаты работы

1. В диссертационной работе осуществлено решение научной проблемы, имеющее важное социальное и народно-хозяйственное значение, а именно, обобщены результаты разработок аппаратурных средств рентгеновской интроскопии и предложены научные основы создания и проектирования рентгеноди-агностической аппаратуры, распространяющиеся не только на область медицинской диагностики, но и на практику неразрушающего контроля. Разработанные технические решения, реализованные в ряде специализированных и универсальных рентгенодиагностических аппаратов, вносят существенный вклад в развитие отечественной медицинской диагностики.

2. В результате проведенных исследований и теоретического анализа методов и средств медицинской диагностики сформирована концепция их развития, основанная на использовании тракта визуализации с применением рентгено-

оптических преобразователей и цифровых систем рентгеновской интроскопии. Дана классификация современного парка медицинской рентгенодиагно-стической аппаратуры.

3. Разработаны физические основы, принципы и теория построения трактов визуализации изображения рентгенодиагностических аппаратов. Выработаны критерии оценки качества изображения при его трансформировании в тракте визуализации РДА.

4. Разработаны основные параметры и технические требования к тракту визуализации изображения РДА.

5. Разработана методика теоретической оценки основных характеристик тракта визуализации изображения РДА - порогового контраста и экспозиционной дозы. Получены аналитические соотношения, приведены соответствующие расчетные значения и взаимосвязь дозы ( мощности дозы), контрастов и размеров объектов, которые могут быть обнаружены на выходном экране тракта визуализации РДА. Представлена методика и проиллюстрированы результаты по выбору оптимального значения энергии излучения при рентгенологических исследованиях.

6. Предложены, разработаны и реализованы совокупность методов и испытательных средств для оценки характеристик тракта визуализации РДА. Представлены методы и результаты статистических испытаний.

7. Изучены особенности методик рентгенологических исследований, определяющие основные характеристики, конструктивное исполнение и эксплуатационные параметры РДА. Исходя из этого, разработаны и приведены медицинские и технические требования к ряду рентгенодиагностических аппаратов и их составным частям.

8. Разработаны критерии и методика оптимизации параметров и режимов аппаратуры. Представлены оптимальные условия рентгенологических исследований для ряда универсальных и специализированных аппаратов.

9. Результаты выполненных исследований и найденных технических решений легли в основу создания целого спектра РДА специализированного и универсального назначения:

• Флюорографа с УРИ малодозового с синтезом цифрового изображения ФСЦ-У-01;

• Ангиографического комплекса "Анкор" с дипггальной системой;

• Аппарата передвижного рентгенодиагностического для операционных залов "АПР-01";

• Комплекса рентгеновского диагностического для общей диагностики КРД-СМ-50/125.

Пороговые значения основных характеристик разработанных РДА близки к теоретически возможным предельным значениям. Так пороговый контраст ФСЦ-У-01 составляет величину не более 0,5%, а рабочее значение экспозиционной дозы за цикл исследования < 60 мкР.

Разработанные РДА находятся на вооружении в лечебных учреждениях МЗ РФ и результативно применяются при рентгенологических исследованиях. Под непосредственным руководством автора налажен серийный выпуск разработанных РДА.

10. Определены дальнейшие направления совершенствования теории и практики медицинской рентгеновской интроскопии. Предложены новые перспективные схемы специализированных РДА.

Список основных опубликованных работ по теме диссертации:

1. JI.H. Веселовский, Б.М. Кантер, В.В. Клюев и др. Усилитель рентгеновского изображения. Известия академии наук СССР. Серия физическая, т.41, №7, 1977.

2. В.В. Клюев, Б.М. Кантер и др. Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. под общей редакцией В.В.Клюева. М: Машиностроение, 1992, кн.1 - 480с.; кн.2 - 368с.

3. В.В. Клюев, Б.М. Кантер и др. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник под редакцией В.В. Клюева - М: Машиностроение, 1995,488с.

4. Б.М. Кантер, Б.А. Либерман, H.A. Туманов и др. Экспериментальное исследование усилителя рентгеновского изображения "Сирекон-2". Труды НИКИМ-Па. Разработка средств неразрушающего контроля. 1979.

5. Б.М.Кантер, В.В.Клюев, Б.И.Леонов. Основные направления развития усилителей рентгеновского изображения. Медицинская рентгенотехника и вопросы эффективности ее использования в лечебных учреждениях. Тезисы докладов I Всесоюзного симпозиума по рентгенотехнике 15-17 октября, Обнинск, 1980.

6. Л.Н. Веселовский, A.M. Гурвич, Б.М. Кантер и др. Применение экрана из порошкообразного Csl-Tl-люминофора в усилителе рентгеновского изображения. Известия академии наук СССР. Серия физическая, т.41, №7, 1977.

7. В.А. Гурвич, Б.М. Кантер и др. Основные тенденции развития усилителей рентгеновского изображения. Материалы III всесоюзного симпозиума по люминесцентным приемникам и преобразователям рентгеновского излучения. Ставрополь, 1980.

8. H.H. Блинов, Б.М. Кантер и др. Пути и проблемы развития рентгенодиагно-стической аппаратуры. Медицинская техника №5,1991.

9. Б.М. Кантер, H.A. Медведева, Ю.Р. Химович. Усилители рентгеновского изображения в медицинской диагностике. Тезисы докладов 14-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 23-26 июня 1996.

10. Л.Н. Веселовский, A.B. Жданов, Б.М. Кантер и др. Средства промышленной радиационной интроскопии: Тезисы докладов 10-ой Российской научно-технической конференции по неразрушающий контролю и диагностике, Москва, 22-28 августа, 1982.

11.Б.М. Кантер, В.В. Клюев, Ж.-К. Морэн. Электронно-оптическая цифровая рентгенография в медицинской диагностике. Тезисы докладов 14-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 23-26 июня 1996.

12. H.H. Блинов, Б.М. Кантер. Состояние и основные тенденции развития медицинской рентгенодиагностической техники. Тезисы докладов 15-ой России-

ской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 28 июня-2 июля 1999.

13.H.H. Блинов, Ю.В. Варшавский, Б.М. Кантер, Э.Г. Чикирдин. Система контроля качества технических средств лучевой диагностики. Тезисы докладов 14-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 23-26 июня 1996.

14. Б.М. Кантер, М.Д. Ковалев и др. Оценка влияния времени усреднения и инерционности интроскопа на нерезкость изображения движущихся объектов. Дефектоскопия. №2,1970,118-122 с.

15. Б.М. Кантер, Б.И. Леонов и др. ГОСТ 26141-84 Усилители рентгеновского изображения медицинских рентгеновских аппаратов. Общие технические требования. Методы испытаний. 1984.

16. В.А. Гурвич, Б.М. Кантер, Б.И. Леонов. Метод контроля диагностических возможностей рентгеновской аппаратуры. Медицинская техника №6, 1983.

17. Б.М. Кантер, В.В. Клюев и др. Сканирующие средства радиационного контроля. Дефектоскопия № 5, 1985.

18.В.А. Гурвич, Б.М. Кантер и др. Флюорография с применением электронно-оптических преобразователей. Медицинская рентгенотехника и вопросы эффективности ее использования в лечебных учреждениях. Тезисы докладов I Всесоюзного симпозиума по рентгенотехнике 15-17 октября, Обнинск, 1980.

19. A.c. № 809970 СССР. Устройство для получения рентгеновских снимков, A.M. Гурвич, В.А. Гурвич, И.Н. Зайдель, Б.М. Кантер и др. 1980.

20.Б.М. Кантер, Г.А. Чуйко, A.M. Якобсон. Рентгеновское питающее устройство для флюорографии желудочно-кишечного тракта. Медицинская техника № 5, 1982,

21. A.c. № 1584559 СССР. Устройство для радиационного контроля, Б.М. Кантер и др. 1990.

22. A.c. Кг 1673932 СССР. Способ радиационного контроля, Б.М. Кантер и др. 1991.

23.Б.М. Кантер. Цифровая флюорография. Тезисы докладов 15-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 28 июня-2 июля 1999.

24. Б.М. Кантер, Б.А. Либерман и др. Флюорографическая аппаратура с микротроном для дефектоскопии толстостенных стальных изделий. Тезисы докладов 10-ой Российской научно-технической конференции по неразрушающий контролю и диагностике, Москва, 22-28 августа, 1982.

25. A.c. №1083766 СССР.Устройство для радиационного контроля, Б.М. Кантер, Э.А. Лукьяненко, Ю.Р. Химович. 1983.

26.Л.В. Вельдяева, Б.М. Кантер и др. Метод механизированного флюорографического контроля сварных соединений. Химическое и нефтяное машиностроение № 10,1984.

27. Б.М. Кантер, Э.А. Лукьяненко и др. Флюорографическая аппаратура с микротроном для дефектоскопии толстостенных стальных изделий. Тезисы докладов Х-ой всесоюзной научно-технической конференции "Неразрушающие физические методы и средства контроля", Львов, 25-27 сентября 1984.

28. Л.с. № 1093159 СССР. Устройство для получения рентгеновских снимкое В.А. Гурвич, И.Н. Зайдель, Б.М. Кантер, Ю.Р. Химович. 1984.

29. A.c. № 1201793 СССР. Устройство для преобразования изображения, пре имущественно рентгеновского, в видеосигнал, Э.И. Вайнберг, Е.А. Гусе с Б.М. Кантер, 1985.

30. A.c. № 1154641 СССР. Способ электрофотографической записи изображений преимущественно рентгеновских, Э.И. Вайнберг, Е.А. Гусев, Б.М. Кантер

31. А.С. № 1119438 СССР. Способ рентгеновской томографии и рентгеновски) томограф для его осуществления, Э.И. Вайнберг, Б.М. Кантер, И.М. Морген штерн. 1984.

32. A.c. № 1152097 СССР. Рентгенотелевизионная установка, Э.И. Вайнберг, Б.М Кантер, Б.А. Либерман, И.М. Моргенштерн, Ю.Р. Химович. 1984.

33. Э.И. Вайнберг, Б.М. Кантер, M.JL Файнгойз. Об аналоговой реконструкции рентгеновских томограмм. Доклады Академии наук СССР, т.287, №5,1986

34. A.c. № 1356715 СССР. Устройство для радиационного контроля, Е.А. Гусев Б.М. Кантер и др. 1987.

35. A.c. № 1507121 СССР. Ионизационная камера рентгеновского экспонометра i способ ее изготовления, Л.В. Владимиров, Б.М. Кантер и др. 1989.

36. Б.М. Кантер. Методы и средства малодозовой цифровой флюорографии. Ме дицинская техника № 5, 1999.

37.Б.М. Кантер, В.И. Тарнопольский. Малодозовый флюорограф с синтезо.\ цифрового изображения ФСЦ-У-01. Тезисы докладов 15-ой Российской науч но-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика' Москва, 28 июня-2 июля 1999.

1985.

Введение

Актуальность работы

Цель и основные задачи исследований

Методы исследований

Научная новизна

Практическая значимость работы и реализация результатов

Апробация работы и публикации

Глава I. Анализ состояния методов и средств медицинской рентгенод иагно стики

1.1. История развития рентгенотехники

1.2. Задачи общей теории построения и совершенствования систем радиационной интроскопии

1.3. Выбор направлений создания и совершенствования аппаратуры. Цифровая рентгеновская интроскопия

1.4. Выводы и постановка проблемы

Глава 2. Тракт преобразования и визуализации рентгеновского изображения. Основные характеристики и метрологические особенности. Методы испытаний 2.1. Термины и определения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения и рентгеновского контроля.

2.2. Основные характеристики и метрологические особенности 43 определения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения.

2.3. Применение теории обнаружения сигналов в рентгеновской 58 диагностике и дефектоскопии

2.4. Оптимизация рентгеноскопического контроля изделий из металли 63 ческих материалов

2.5. Результаты и выводы

Глава 3. Методика теоретической оценки порогового контраста и экспозиционной дозы тракта визуализации рентгенодиагностиче-ского аппарата.

Теория оптимизации условий рентгенологических исследований

3.1. Принципы детектирования радиационных изображений

3.2. Теория оптимизации условий рентгенологических исследований

3.3. Основные принципы эффективного улучшения качества теневого изо- 94 бражения при радиационном контроле

Глава 4. Анализ и разработка медико-технических требований на ряд универсальных и специализированных рентгенодиагностиче-ских аппаратов для флюорографии, ангиографии, хирургии и литотрипсии

4.1. Классификация рентгенодиагностических аппаратов (РДА), средств визуа- 100 лизации и особенности их конструкций

4.2. Медицинские требования к рентгенодиагностическим аппаратам и pa- 114 диационная безопасность

4.3. Основные требования к ЭВМ в системах визуализации рентгеновского изображения

4.4. Результаты и выводы

Глава 5. Разработка ряда универсальных и специализированных рентгенодиагностических аппаратов. Описание аппаратуры и основные ее характеристики

5.1. Флюорограф с УРИ малодозовый с синтезом цифрового изображения 155 ФСЦ-У-015.1.

5.2. Ангиографический комплекс "Анкор-1"

5.3. Аппарат передвижной рентгено диагностический для операционных 180 залов АПР

5.4. Комплекс рентгеновский диагностический для общей диагностики с усилителем рентгеновского изображения и поворотным столом-штативом КРД-СМ-50/

5.5. Результаты и выводы

Глава 6. Дальнейшее совершенствование теории и практики медицинской и промышленной рентгеновской интроскопии

6.1. Новые схемы РДА

6.2. Современные радиационные системы неразрушающего контроля

6.3. Выводы 227 Основные результаты и выводы 229 Список литературы 233 Приложения (Документы по внедрению, регистрации и сертификации 241 аппаратуры)

3.4. Результаты и выводы

Рентгеновская аппаратура занимает одно из ведущих мест в ряду средств, применяемых для изучения строения вещества, неразрушающего контроля качества изделий, медицинской диагностики и решения других научных и технических задач.

Настоящая работа посвящена исследованию и разработке методик, технологий, а также и оптимизации проектирования рентгенодиагностических приборов. В работе излагаются результаты теоретических, экспериментальных и прикладных исследований, направленных на создание и внедрение аппаратурных средств и комплексов для медицинской рентгенодиагностики и неразрушающего контроля, основанных на методах интроскопии и предназначенных для решения социальных и народно-хозяйственных задач.

В качестве практических результатов работы приведен ряд рентгенодиагностических аппаратов и комплексов, внедренных для широкого спектра рентгенологических исследований.

Актуальность работы

Рентгенологические исследования наиболее информативны, и их удельный вес в медицинской диагностике составляет не менее 70 %. При этом рентгенологические исследования создают большую часть надфоновой антропогенной составляющей облучения населения - примерно 280 % дополнительно к естественному фоновому облучению. Средняя индивидуальная дозовая нагрузка на одного жителя Российской Федерации в начале 90 гг. превышала аналогичный уровень в Западной Европе в 2-3 раза. Превышение лучевой нагрузки представляет опасность не только непосредственно для здоровья населения, но и создает отрицательные генетические последствия.

В декабре 1995 г. принят Федеральный закон "О радиационной безопасности населения", в соответствии с которым принимаются меры по сокращению лучевой нагрузки и, соответственно, регламентируется использование ряда методик рентгенологических исследований и рентгеновских аппаратов.

Концепция создания рентгеновской диагностической аппаратуры должна базироваться на стремлении к снижению лучевой нагрузки на пациента и врача при максимально возможной информативности рентгенологического исследования.

Рентгенологические методики профилактики и диагностики заболевания эффективны при наличии единой диагностической системы, на верхнем уровне которой интегрируются в общую программу рентгенологические, рентгеноэндо-скопические, ультразвуковые и другие составные комплексных исследований. Реализация такой диагностической системы требует наличия соответствующей технической базы - системы рентгенодиагностических аппаратурных средств, разработанных с учетом системного характера проблемы.

Одна из основных проблем организации рентгенологической службы в нашей стране заключалась в отсутствии полной номенклатуры специализированных аппаратов и устройств, необходимых для диагностики заболеваний отдельных органов и анатомических систем человека.

Существующая аппаратура в основном предназначена для универсальных рентгенологических исследований. Технический уровень ее недостаточно высокий, в том числе с точки зрения радиационной безопасности.

Создание современной эффективной малодозовой рентгенодиагностиче-ской аппаратуры и совершенствование ее невозможно без создания научных основ и оптимизации проектирования рентгенодиагностических аппаратурных средств, разработки новых технических и технологических решений, создания и использования более эффективных материалов и компонентов рентгенологических комплексов; важнейшим направлением является разработка и внедрение эффективных средств вычислительной техники и программного продукта для управления аппаратурой, обработки изображения и т.д. Исходя из вышеуказанного, вытекает необходимость решения следующей научно-технической проблемы: создания научных основ проектирования и разработки оптимального ряда рентгенодиагностических аппаратурных средств, основанных на методах интроскопии и обеспечивающих высокую эффективность рентгенологических исследований. Особыми требованиями к разрабатываемой аппаратуре являются: высокая диагностическая информативность, радиационная безопасность обследуемого контингента населения и обслуживающего персонала, адаптация к специализированным рентгенологическим исследованиям, обеспечение эффективного использования аппаратуры в единой диагностической системе, построенной на принципах программно-целевого подхода.

Теоретической и методической базой настоящей работы послужили труды ведущих ученых и специалистов - В.В.Клюева, Б.И.Леонова, Ф.Р.Соснина, А.М.Якобсона, Ю.В.Варшавского, НН.Блинова, А.Н.Черния, Э.Г.Чикирдина, Л.В.Владимирова и многих других.

Цель и основные задачи исследований

Основная цель работы состояла в исследовании, разработке и внедрении оптимальных аппаратурных средств медицинской рентгенодиагностики общего и специального назначения на основе методов рентгеновской интроскопии, обеспечивающих высокую эффективность рентгенологических исследований и радиационную безопасность.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:

1. Провести анализ состояния технических методов медицинской рентгенодиагностики и определить наиболее эффективные направления их развития на принципах рентгеновской интроскопии.

2. Разработать медико-технические требования на рентгенодиагностическую аппаратуру общего и специализированного назначения и ее основных составных частей, исходя из методик рентгенологических исследований, табеля оснащенности рентгеновским оборудованием отделений лечебных учреждений, программно-целевого подхода использования аппаратуры в единой диагностической системе, ее информативности и радиационной безопасности.

3. Разработать критерии и методики оценки качества изображения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения. Усовершенствовать существующие методики и технологии исследования.

4. Разработать математическую модель тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения, а также методы расчета оценки его эффективности.

5. Разработать математическую модель зрительного анализатора и методы расчета его основных характеристик при рентгенодиагностическом исследовании.

6. Разработать методику теоретической оценки контрастной чувствительности усилителя рентгеновского изображения. Экспериментально апробировать разработанную методику на испытательных тестах и фантомах биологических органов.

7. Оптимизировать существующие функционально-структурные схемы аппаратурных средств рентгенодиагностических комплексов общего и специализированного назначения. Определить пути их реализации и совершенствования.

8. Разработать унифицированную цифровую радиологическую систему и программное обеспечение для рентгенодиагностических комплексов общего и специализированного назначения.

9. Разработать и предложить новые перспективные технические методы и схемы аппаратурных средств для специализированных рентгенологических исследований. Оценить их практические возможности.

10. Разработать и внедрить ряд рентгенодиагностических комплексов общего и специализированного назначения, обеспечивающих высокую эффективность рентгенологических исследований и радиационную безопасность.

Методы исследований

При выполнении работы были использованы следующие теоретические и экспериментальные методы: физическое и математическое моделирование процессов взаимодействия рентгеновского излучения с объектами диагностики, методы теории измерений, в том числе, с применением системного и вероятностного статистического анализа, математический анализ, численные методы вычисления и интегрирования функций, элементы математической логики.

Экспериментальные исследования проводились с помощью принятой (ГОСТ 26140-84, ГОСТ 26141-84, ГОСТ Р 50267.0-92) или вновь разработанной статистической методики на базе тест-образцов и фантомов, имитирующих патологические изменения ("дефекты") различных органов, подлежащих выявлению при рентгенологических исследованиях и на реальных объектах при клинических испытаниях аппаратуры.

Научная новизна

1. Научно обоснованы и разработаны критерии и методики оценки качества изображения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения как для создания рентгенодиагностической аппаратуры, так и для испытаний в условиях эксплуатации.

2. Предложены, теоретически обоснованы и разработаны тест-объекты и фантомы для оценки качества изображения тракта преобразования и визуализации рентгеновского изображения рентгенодиагностической аппаратуры.

3. Разработана теоретическая основа оптимизации построения тракта преобразования и визуализации рентгенодиагностической аппаратуры с учетом зрительного анализатора.

4. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы оптимальные структурно-функциональные схемы, позволившие создать ряд цифровых рентгенодиагностических аппаратов общего и специализированного назначения.

5. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы метод и алгоритм аналоговой реконструкции высокочастотных рентгеновских томограмм, не уступающие по информативности цифровой вычислительной томографии.

6. Разработана схема и проведена апробация аппаратурных средств устройств высокочастотной томографии с аналоговой реконструкцией.

7. Предложены, теоретически и экспериментально обоснованы и внедрены в медицинскую практику методика и аппаратурные средства диагностики крупноформатных объектов, основанные на синтезе цифрового изображения, трансформированного (конвертированного) преобразователями двумерного рентгеновского изображения с малыми рабочими полями.

8. Разработан ряд оригинальных технических решений средств преобразования, визуализации и регистрации изображения диагностируемых объектов.

Новизна представленных результатов подтверждена 11 авторскими свидетельствами.

Практическая значимость работы и реализация результатов

Научные положения диссертации явились основой для разработки принципов конструирования и создания ряда аппаратурных средств медицинской диагностики общего и специализированного назначения. Разработанные с участием автора технические требования к средствам преобразования и визуализации рентгеновского изображения и методы их испытаний внедрены в Государственный стандарт (ГОСТ 26141-84) "Усилители рентгеновского изображения медицинских рентгеновских аппаратов".

Основные теоретические и экспериментальные результаты, полученные в работе, доведены до отдельных инженерно-технических решений и реализованы в конкретных рентгенодиагностических аппаратах.

Разработанные аппараты серийно выпускаются и внедрены в лечебные учреждения Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Практическая реализация результатов работы заключается в основном в разработке, организации серийного производства и внедрении в лечебные учреждения страны:

1. Флюорографа с УРИ малодозового с синтезом цифрового изображения ФСЦ-У-01, предназначенного для проведения массовой флюорографии грудной клетки пациента в положении стоя, в прямой, боковой и косых проекциях, а также выполнения черепных снимков и ряда других рентгенологических исследованиях при предельно низкой лучевой нагрузке на пациента.

2. Комплекса для ургентной однопроекционной ангиографии "Анкор-1" с дигитальной (цифровой радиологической системой) ДС-1, предазначен-ного для выполнения в экстренном и плановом порядке широкого спектра ангиографических исследований: коронарографии и вентрикулогра-фии, грудной и брюшной аортографии, ангиокардиопульмонографии, а также всех видов селективных артериографий и контрастных исследований периферических артерий и вен. Комплекс позволяет выполнять различные рентгенохирургические вмешательства в процессе ангиографических исследований.

3. Аппарата передвижного рентгенодиагностического для операционных залов АПР-01, предназначенного для рентгеноскопии с цифровой радиологической системой и рентгенографии в условиях проведения хирургических операций в операционных залах, в том числе, ангиографии, а также для травмотологии, урологии и кардиологии.

4. Комплекса рентгеновского диагностического среднечастотного микропроцессорного с мощностью 50кВт с усилителем яркости рентгеновского изображения КРД-50/125 "СпектрАП", предназначенного для рентгенологических исследований:

- легких и органов ЖЕСТ на поворотном столе-штативе, в том числе, с цифровой радиологической системой;

- снимков и томограмм черепа и скелета на столе снимков в горизонтальном положении пациента;

- снимков легких, черепа и скелета на стойке снимков при вертикальном положении пациента.

На защиту выносятся следующие основные научные положения и результаты теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание технических методов и аппаратурных средств медицинской рентгенодиагностики, основанных на принципах рентгеновской интроскопии:

- Научно-методические основы создания (проектирования) аппаратурных средств медицинской диагностики общего и специализированного назначения.

Принципы построения малодозовых аппаратурных средств медицинской рентгенодиагностики специализированного назначения.

- Научно-обоснованные технические требования к тракту преобразования и визуализации рентгеновского изображения рентгенодиагностической аппаратуры и методы расчета его оптимальных характеристик. Способ рентгенодиагностики крупноформатных объектов, основанный на синтезе цифрового изображения, конвертированного преобразователями двумерного рентгеновского изображения с малыми рабочими полями.

- Принципы построения и алгоритм работы малодозовой рентгенодиагностической аппаратуры для массового обследования населения.

Совокупность ряда разработанных рентгенодиагностических аппаратов и комплексов общего и специализированного назначения.

- Ряд новых перспективных технических методов и технических решений средств преобразования, визуализации и регистрации изображения диагностируемых объектов.

12

Апробация работы и публикации

Материалы работы представлялись и обсуждались на Всесоюзных, Российских и Международных научно-технических конференциях и симпозиумах, научно-технических семинарах НИИ интроскопии и др. организаций.

По результатам исследований получено 11 авторских свидетельств, опубликовано в открытой печати более 37 печатных работ, в том числе, с участием автора, 2-х книг. С участием автора разработан и внедрен ГОСТ26141-84. «Усилители рентгеновского изображения. Технические требования. Методы испытаний». Разработанная аппаратура демонстрировалась ежегодно с 1990г. по 1999г. на международных выставках "Здравоохранение 90"- "Здравоохранение99", "Медтехника 96" - "Медтехника 99".

Основные результаты и выводы

1. В диссертационной работе осуществлено решение научной проблемы, имеющее важное социальное и народно-хозяйственное значение, а именно, обобщены результаты разработок аппаратурных средств рентгеновской интроскопии и предложены научные основы создания и проектирования рентгеноди-агностической аппаратуры, распространяющиеся не только на область медицинской диагностики, но и на практику неразрушающего контроля. Разработанные технические решения, реализованные в ряде специализированных и универсальных рентгенодиагностических аппаратов, вносят существенный вклад в развитие отечественной рентгенодиагностики.

2. Научные положения диссертации явились основой для разработки принципов конструирования и создания рентгенодиагностической аппаратуры, обладающей высокой диагностической ценностью и позволяющей получать необходимую информацию при существенно меньших дозозатратах.

3. В результате проведенных исследований и теоретического анализа методов и средств медицинской диагностики сформирована концепция их развития, основанная на использовании тракта визуализации с применением рентге-нооптических преобразователей и цифровых систем рентгеновской интроскопии. Дана классификация современного парка медицинской рентгенодиагностической аппаратуры.

4. Разработаны физические основы, принципы и теории построения трактов визуализации изображения рентгеновских аппаратов. Выработаны критерии оценки качества изображения при его трансформировании в тракте визуализации РДА.

5. Разработаны основные параметры и технические требования к тракту визуализации изображения РДА.

6. Разработана методика теоретической оценки основных характеристик тракта визуализации изображения РДА - порогового контраста и экспозиционной дозы. Получены аналитические соотношения, приведены соответствующие расчетные значения и взаимосвязь дозы (мощности дозы), контрастов и размеров объектов, которые могут быть обнаружены на выходном экране тракта визуализации РДА. Представлена методика и проиллюстрированы результаты по выбору оптимального значения энергии излучения при рентгенологических исследованиях. Проведенные исследования по анализу корректирующих процедур при формировании светотеневых картин просвечиваемых объектов свидетельствуют о сложности и многоплановости вопросов, связанных с проблемой повышения информативности светотеневых картин. Наряду с необходимостью дальнейшего совершенствования радиационной техники и методов оптимизации параметров систем радиационной интроскопии, направленных на увеличение объема регистрируемой информации о качестве просвечиваемых объектов, решающее значение приобретает задача наиболее полного ее извлечения из светотеневой картины.

Показано, что наиболее перспективными следует считать априорные и комбинированные методы коррекции теневых изображений, так как в этом случае имеется возможность активного вмешательства в динамику процесса построения светотеневого изображения.

7. Предложены, разработаны и реализованы совокупность методов и испытательных средств для оценки характеристик тракта визуализации РДА. Представлены методы и результаты статистических испытаний.

8. Проведенные исследования положены в основу государственного стандарта ГОСТ26141-84. Усилители рентгеновского изображения медицинских рентгеновских аппаратов. Общие технические требования. Методы испытаний.

9. Изучены особенности методик рентгенологических исследований, определяющие основные характеристики, конструктивное исполнение и эксплуатационные параметры РДА. Исходя из этого, разработаны и приведены медицинские и технические требования к ряду рентгенодиагностических аппаратов и их составным частям.

10. Разработаны критерии и методика оптимизации параметров и режимов аппаратуры. Представлены оптимальные условия рентгенологичесих исследований для ряда универсальных и специализированных аппаратов.

11. Результаты выполненных исследований и найденных теоретических решений легли в основу создания целого спектра рентгенодиагностической аппаратуры нового поколения:

- Флюорографа с УРИ малодозового с синтезом цифрового изображения ФСЦ-У-01, предназначенного для проведения массовой флюорографии грудной клетки пациента в положении стоя, в прямой, боковой и косых проекциях, а также выполнения черепных снимков и ряда других рентгенологических исследований при предельно низкой лучевой нагрузке на пациента.

- Комплекса для ургентной однопроекционной ангиографии «Анкор-1» с диги-тальной (цифровой радиологической системой) АДС-1, предназначенного для выполнения в экстренном и плановом порядке широкого спектра ангио-графических исследований: коронарографии и вентикулографии, грудной и брюшной аортографии, ангиокардиопульмонографии, а также всех видов селективных артериографий и контрастных исследований периферических артерий и вен. Комплекс позволяет выполнять различные рентгенохирургиче-ские вмешательства в процессе ангиографических исследований.

- Аппарата передвижного рентгенодиагностического для операционных залов АПР-01, предназначенного для рентгеноскопии с цифровой радиологической системой и рентгенографии в условиях проведения хирургических операций в операционных залах, в том числе, ангиографии, а также для травмотологии, урологии и кардиологии.

- Комплекса рентгеновского диагностического микропроцессорного с мощностью 50 кВт с усилителем яркости рентгеновского изображения КРД 50/125 «СпектрАп», прдназначенного для рентгенологических исследований: легких и органов ЖКТ на поворотном столе-штативе, в том числе, с цифровой радиологической системой: снимков и томограмм черепа и скелета на стойке снимков при вертикальном положении пациента.

Пороговые значения основных характеристик разработанных РДА близки к теоретически возможным предельным значениям. Так, пороговый контраст ФСЦ-У-01 составляет величину не более 0,5%, а рабочее значение экспозиционной дозы за цикл исследования < 60 мкР.

Разработанные РДА находятся на вооружении в лечебных учреждениях МЗ РФ и результативно применяются при рентгенологических исследованиях. Под непосредственным руководством автора налажен серийный выпуск разработанных РДА.

12. Определены дальнейшие направления совершенствования теории и практики медицинской рентгеновской интроскопии. Предложены новые перспективные схемы специализированных РДА.

Совершенствование теории и практики РДА возможно как благодаря улучшению характеристик отдельных составных частей РДА, так и вследствие появления новых элементов и схем, позволяющих радикально изменить характеристики составных частей и всей системы РДА в целом. Это особенно касается тракта визуализации рентгеновского изображения, где в ближайшее время на практике намечаются серьезные совершенствования, благодаря применению УРИ на базе полупроводниковых аморфных кремниевых структур. Появление же новых схем рентгеновской интроскопии в ряде случаев требует новых принципиальных подходов и, следовательно, новой теории и практики их построения и совершенствования.

1. Sturm R.E., Morgan R.N. Screen Intensification Systems and Their Limitation. The Am. Jorn. of roentg. and radium therapy. 1949, vol. 65, number 5, pp. 617-634.

2. Бутслов M.M., Степанов Б.М., Франченко С.Д. Электронно-оптические преобразователи и их применение в научных исследованиях. М., Наука, 1978, 432 с.

3. Driard В., Georges I.P., Goyot L.T. L'intersification d'image en radoilogie industrielle. Revue techigue Jhonson CSF, 1976, vol 8, 4, pp. 721-779.

4. Э.И. Вайнберг, Б.М. Кантер, М.Л. Файнгойз. Об аналоговой реконструкции рентгеновских томограмм. Доклады Академии наук СССР, т.287, № 5, 1986.

5. В.В. Клюев, Б.М. Кантер и др. Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. под общей редакцией В.В. Клюева. М: Машиностроение, 1992, кн.1 480 е.; кн. 2 - 368 с.

6. В.В. Клюев, Б.М. Кантер и др. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник под редакцией В.В. Клюева М: Машиностроение, 1995,488 с.

7. Haunsfield G. N. Computerized transverse axial scanning (thomography). 1 Description of system // Brit. J. Radiol. 1973. - Vol. 46 № 552 - p. 1016-1022.

8. Бутслов M.M., Завойский E.K., Фанченко С.Д. Принципиальные возможностивысокоскоростной фотографии. Оптико-механическая промышленность, 1972, № 8, с. 57-69.

9. Раков В.И. Электронные рентгеновские трубки. Л-М., Энергия, 1952, 260 с.

10. Блинов Н.Н. Теория и разработка рентгенографических аппаратов с управлением по параметрам изображения.: Автореф. Дис. докт. техн. наук М. -1981,-52 с.

11. Мирошников М.М. Теоретические основы оптико-электронных приборов. Учебное пособие для ВУЗов. Л., Машиностроение (Ленингр. отделение). 1977, 600 с.

12. Пинегин Н.И., Травикова Н.П. Вероятность визуального обнаружения объектов как функция их угловых размеров, контраста и времени поиска. Оптико-механическая промышленность. № 5, 1971, с. 5-8.

13. Ллойд Дж. Системы тепловидения. М., Мир, 1978, 414 с.

14. Акофф 3., Эмери Ф. О целеустремленных системах. Пер. с англ. Под ред. И.А. Ушакова. М., Сов. Радио, 1974, 272 с.

15. Zieler Е. Possibilities and limits of industrial radiography. Acta Electrónica, 1977, Vol. 20, pp. 11-24.

16. Кантер Б.М. Применение электронно-оптических усилителей света в рентгеновской интроскопии. Диссертация канд. техн. наук. - М., 1970, 289 с.

17. Блинов Н.Н. Микропроцессорная техника в медицинской интроскопии. М., Знание, 1986. - 64 с. (Новое в жизни, науке, технике). - Сер. «Радиоэлектроника и связь», № 1.

18. Блинов Н.Н., Мазуров А.И. Системы прикладного телевидения (цветное телевидение в биологии и медицине). М., Знание, 1987. - Сер. «Радиоэлектроника и связь», № 12.

19. Блинов Н.Н., Жуков Е.М., Козловский Э.Б., Мазуров А.И. Телевизионные методы обработки рентгеновских и гамма-изображений. М.: Энергоиздат, 1982. 200 с.

20. Технические системы медицинской интроскопии. / Под ред. Б.И. Леонова. -М.: Медицина, 1989, 304 с.

21. Н.Н. Блинов, Б.М. Кантер и др. Пути и проблемы развития рентгенодиагностической аппаратуры. Медицинская техника № 5, 1991.

22. Б.М. Кантер. Методы и средства малодозовой цифровой флюорографии. Медицинская техника № 5, 1999.

23. ГОСТ 24034-80 «Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения».

24. ГОСТ 25541-82 «Электрорадиография. Термины и определения».

25. ГОСТ 26141-84 «Усилители рентгеновского изображения медицинских рентгеновских аппаратов. Общие технические требования. Методы испытаний».

26. Бардин К.В. Проблема порогов чувствительности и психофизические методы. М.: Наука, 1976.

27. B.M.Kanter, V.v.Kluyev, F.R.Sosnin and oth. Paul de Meester (Belgium), Moscow, mashinostroenie, 1998

28. Физика визуализации изображений в медицине. Под редакцией С.Уэбба. В 2-х томах. М., Мир, 1991

29. Гурвич В.А., Леонова Н.И., Кантер Б.М. //Мед. Техника. 1983. № 6. С. 19-22.

30. ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов». Издательство стандартов, 1980.

31. ГОСТ 24034-80 «Контроль неразрушающий радиационный». Издательство стандартов, 1980.

32. Б.М. Кантер, В.Г. Польский, A.M. Якобсон. Рентгеновский стробоинтроскоп. Докл. на V Всесоюз. конф. По неразрушающим методам контроля, нояб. 1967, Свердловск. Дефектоскопия, 1968, № 6, с. 61-65.

33. И.В. Волков, В.Б. Жуков, H.A. Новицкая, В.Г. Польский, Е.Б. Серебряник, A.M. Якобсон, Б.М. Кантер. Электронно-оптический рентгеновский интро-скоп. Дефектоскопия, 1969, № 1, с. 120-121.

34. Б.И. Леонов, A.M. Якобсон, Б.М. Кантер, М.Х. Копелиович, H.A. Архипова. Рентгеновский интроскоп ЭОРИ-1. Новый прибор. Дефектоскопия, 1971, № 6, с. 126-127.

35. Б.М. Кантер, М.Д. Ковалев, Ф.Н. Новицкий, A.M. Якобсон. Оценка влияния времени усреднения и инерционности интроскопа на резкость изображения движущихся объектов. Дефектоскопия, 1970, № 2, с. 118-122.

36. A.M. Якобсон, Б.И. Леонов, Б.М. Кантер, М.Х. Копелиович. Сравнительная экспериментальная оценка различных систем визуальной рентгеновской интроскопии с использованием электровакуумных приборов. Дефектоскопия, 1970, №4, с. 137-139.

37. Л.Н. Веселовский, A.B. Жданов, Б.М. Кантер и др. Средства промышленной радиационной интроскопии. Тезисы докладов 10-ой Российской научно-технической конференции по неразрушающий контролю и диагностике, Москва, 22-28 августа, 1982.

38. JI.B. Вельдяева, Б.М. Кантер и др. Метод механизированного флюорографического контроля сварных соединений. Химическое и нефтяное машиностроение № 10,1984.

39. JI.B. Вельдяева, Б.М. Кантер и др. Метод механизированного флюорографического контроля сварных соединений. Химическое и нефтяное машиностроение № 10, 1984.

40. A.c. № 1093159 СССР. Устройство для получения рентгеновских снимков,

41. В .А. Гурвич, И.Н. Зайдель, Б.М. Кантер, Ю.Р. Химович. 1984.

42. A.c. № 809970 СССР. Устройство для получения рентгеновских снимков,

43. А.М.Гурвич, В.А.Гурвич, И.Н.Зайдель, Б.М.Кантер и др. 1980.

44. С.Нуделмэн, Х.Рерих, М.П.Кэпп. Электронно-оптическая цифровая рентгенографияТИИЭР, т.70, №7, 1982

45. Б.М. Кантер, В.В. Клюев и др. Сканирующие средства радиационного контроля. Дефектоскопия № 5, 1985.

46. A.c. №1356715 СССР. Устройство для радиационного контроля, Е.А.Гусев, Б.М.Кантер и др. 1987

47. A.c. №15СССР. Устройство для радиационного контроля, Б.М.Кантер и др. 1990

48. Фиванский Ю.И. Методы повышения качества аэрокосмических фотоснимков: М., Изд-во Моск. универститета, 1977 158 с.

49. Королев А.Н. Анализ предельных возможностей апостериорного улучшения качества фотоизображений. Оптика и спектроскопия, №3, т.48, с. 600-604

50. Фризер X. Фотографическая регистрация информации. М.: Мир, 1978, 670с

51. Гурвич A.M. Рентгенолюминофоры и рентгеновские экраны. М.: Атомиздат,1976

52. Веселовский Л.Н., Кантер Б.М., Клюев В.В. и др. Усилитель рентгеновского изображения. Известия Академии наук СССР. Серия физическая. Т.41, №7,1977

53. Б.М. Кантер, H.A. Медведева, Ю.Р. Химович. Усилители рентгеновского изображения в медицинской диагностике. Тезисы докладов 14-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 23-26 июня 1996

54. Б.М. Кантер, В.В. Клюев, Ж.-К. Морэн. Электронно-оптическая цифровая рентгенография в медицинской диагностике. Тезисы докладов 14-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 23-26 июня 1996.

55. Л.Н. Веселовский, A.M. Гурвич, Б.М. Кантер и др. Применение экрана из порошкообразного Csl-Tl-люминофора в усилителе рентгеновского изображения. Известия академии наук СССР. Серия физическая, т.41, №7, 1977.

56. А.С. № 1119438 СССР. Способ рентгеновской томографии и рентгеновский томограф для его осуществления, Э.И. Вайнберг, Б.М. Кантер, И.М. Моргенштерн. 1984.

57. А.с. № 1152097 СССР. Рентгенотелевизионная установка, Э.И. Вайнберг, Б.М. Кантер, Б.А. Либерман, И.М. Моргенштерн, Ю.Р. Химович. 1984.

58. А.с. № 1507121 СССР. Ионизационная камера рентгеновского экспонометра и способ ее изготовления, JI.B. Владимиров, Б.М. Кантер и др. 1989.

59. Л.Д.Лиденбратен. Очерки истории российской рентгенологии. М.: Видар, 1995

60. Э.Г.Чекердин, С.М.Стольцеп, Ф.А.Астраханцев. Рентгеновские томографические аппараты. М.: Медицина, 1976

61. И.В.Верещагин, Л.К.Бражна, С.Б.Вавилов,Г.Я.Левина. Компьютерная томография мозга. М.: Медицина

62. UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on Effects of Atomic Radiation) 1977 Sources and effects of ionizing radiation Report of UNSCEAR to General Assembly UN Publ. No. E.77.IX. 1.

63. MOLE R.H. 1979 Radiation effects on pre-natal development and their radiological significance Br J.Radiol. 52.

64. Н.Н.Блинов, Б.М.Кантер.Состояние и основные тенденции развития медицинской рентгенодиагностической техники. Тезисы докладов 15-ой Российской научно-технической конференции «Неразрушающий контроль и диагностика» Москва, 28июня-2июля, 1999

65. Н.Н.Блинов, Э.Б.Козловский, С.И.Лузин и др. Особенности цифровых электронно-оптических систем для рентгенодиагностики. Медицинская техника №5, 1999

66. Н.Н.Блинов, А.А.Борисов, Ю.А.Вейн и др. Цифровая камера ЦФК-1 для флюорографии и рентгенографии. Медицинская техника №5, 1999

67. Б.М.Кантер, Л.В.Владимиров, Н.О.Колесников, Г.И.Чулюков. Отдел медицинской рентгеновской аппаратуры. Контроль. Диагностика №5, 1999

68. Б.М. Кантер. Цифровая флюорография. Тезисы докладов 15-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 28 июня-2 июля 1999.

69. Б.М. Кантер, В.И. Тарнопольский. Малодозовый флюорограф с синтезом цифрового изображения ФСЦ-У-01. Тезисы докладов 15-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 28 июня-2 июля 1999.

70. Н.Н.Блинов Туберкулез под прицелом флюорографии. Медицинский вестник №4 (71), 1997

71. Э.Г.Чикирдин. Развитие цифровой техники для рентгенодиагностики. Медицинская техника №3, 1998

72. Г.И.Бердеков, Г.М.Ртищева, А.Н.Кокуев Особенности построения и применения цифровых рентгеновских аппаратов для исследования легких. Медицинская техника, №5. 1998

73. А.Б.Мишкинис, Г.И.Смелик, Э.Г.Чикердин . Аппарат цифровой флюорографии «ренекс-Флюоро» Медицинская техника, №6, 1998

74. H.H. Блинов, Ю.В. Варшавский, Б.М. Кантер, Э.Г. Чикирдин. Система контроля качества технических средств лучевой диагностики. Тезисы докладов 14-ой Российской научно-технической конференции "Неразрушающий контроль и диагностика" Москва, 23-26 июня 1996.

75. Ю.В.Варшавский, Н.Н.Блинов. Перечень медицинской техники для комплексного оснащения рабочих мест лечебно-профилактических учреждений. Медицинская радиология и радиационная безопасность, №6, т.43, 1998

76. Н.Н.Блинов. Аппаратурное обеспечение интервенционной радиологии, Медицинская физика, №7, 2000-05-31

77. А.с. № 1673932 СССР. Способ радиационного контроля, Б.М. Кантер и др. 1991.

78. А.с. № 1201793 СССР. Устройство для преобразования изображения, преимущественно рентгеновского, в видеосигнал, Э.И. Вайнберг, Е.А. Гусев, Б.М. Кантер, 1985.

79. Craig D.R. Sirkis М.Р. Mater. Eval., 1978, vol.36, N11.

80. А.с. № 1154641 СССР. Способ электрофотографической записи изображений, преимущественно рентгеновских, Э.И. Вайнберг, Е.А. Гусев, Б.М. Кантер, 1985.

81. А.с. №1083766 СССР.Устройство для радиационного контроля, Б.М. Кантер, Э.А. Лукьяненко, Ю.Р. Химович. 1983.

82. Industrial Application of Computed Radiography with Luminescence Imaging Plates. U. Ewert, Y. Zscherpel, J.Stade, P. Willems.7th ECNDT. Copenhagen, 2629 May 1998. P. 2725-2733.

83. Applicability of CR corrosion and Wall Thickness Measurements. P. Willems, B. Waessen a.o., W. Hueck, U. Ewert. 7th ECNDT. Copenhagen, 26-29 May 1998. P. 2774-2782.

84. Radiographic Inspection of Drilled Cooling Holes. M.H.H. van Dijk, H.G.M. Martens. 7th ECNDT. Copenhagen, 26-29 May 1998. P. 2711-2717.

85. Three Dimensional Defect Analysis Using Stereoradioscopy Based on Camera Modeling. C. Lehr, K.L. Feiste, D. Stegemann, C.-E. Liedtke. 7th ECNDT. Copenhagen, 26-29 May 1998. P. 2742-2750.

86. Инфекционная б-ца №2, Г.Москва л Акт 03.2000г.1. В .П.Прудовский1. О.И.Никитин

87. Зам.Генерального директор/, МЕЛО «Спектр» по экон|1. Подготовил: Замзав. НИО-5ескШ "вопросамнаучно г

88. Министерство здравоохранения ЧШ<рдадаж1ШЙ:лр(ШБ11ШШНН(Ж5Ти Российской Федерации КОМИТЕТ ПО НОВОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ТЕХНИКЕ

89. ВЫПИСКА ИЗ ПРОТОКОЛА №. 5 .по аппаратам и техническому оснащению, применяемым врентгенологииот1. С „ октября1. У У 19 г.9'1. СЛУШАЛИ. 14:

90. Рассмотрение материалов, представленных российско-французским СП ТОО "СпектрАП" (г.Москва), на флюорограф цифровой маяодозовый рентгеновский ФЦ-І, для. решения вопроса о постановке на производство.1. ПОСТАНОВИЛИ:

91. Выпуск осуществлять в соответствии с заявляемой потреб

92. Сообщение Владимирова .Л В.ностью.

93. П.П. Председатель: эф. 10. В. Варшавский1. Выписка верна:// Шл/вЪгЦкк'* /У/

94. МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

95. РЕГИСТРАЦИОННОЕ УДОСТОВЕРЕНИЕ1. МЗШ1Р № 97/46

96. Данное удостоверение не является обязательством в закупке данного зделия. *доедатель регистрационной коми осіяй

97. О теє їстїз енный ее 1фе тарь регистрационной комиссии1. В.Е.Бельгов1. Ю.М.Алилуев1. ОЯ» декабш. . . . 1997.г.721.8001. Г.Ф1. СЕРТИФИКАТ СООТВЕТСТВИЯ1. РОСС іш .ИМ02.В073І0

98. Срок действия с 23.09.1999г. по 23.09.2002г.№369581)8 Ф

99. ОРГАН ПО СЕРТИФИКАЦИИ № Р0ССки'0001 Л1ИМ02 ^

100. ИЗДЕЛИЙ МЕДИЦИНСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ ВНИИИМТ129301 »Москва, ул. Касаткина, 3 5Г1Г.тел.283-97-92

101. ПРОДУКЦИЯ ФЛЮОРОГРАФ С УРИ МАЛ0Д030ВЫЙ- ' С СИНТЕЗОМ ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ ФСЦчУ-01в составе "см.приложение"еерииныи выпуск ТУ 9442-019-11396834-97 СООТВЕТСТВУЕТ ТРЕБОВАНИЯМ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ

102. ГОСТ Р 50267.0-92(МЭК 601-1-88), ГОСТ 26140-84, ГОСТ Р 50267.0.2-95(МЭК 601-1-2-93),. НРБ-96, ГОСТ Р 50267.7-95(МЭК 601-2-7)

103. ИЗГОТОВИТЕЛЬ СОВМЕСТНОЕ РУССКО-ФРАНЦУЗСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ000"СпектрАп" " .119048, Москва,ул.Усачева,35

104. СЕРТИФИКАТ ВЫДАН "СОВМЕСТНОМУ! РУССКО-ФРАНЦУЗСКОМУ ' , 000"СпектрАп" ОКПО 11396834код ОК 005 (ОКП):94 4220код ТН ВЭД СНГ:902214000

105. НА ОСНОВАНИИ протоколов испытаний; № 189/22 от 22.09.99г. ИЦ ИМН

106. ВНИИИМТ № РОССии .0001.21ИМ04, № 03/9 от 13.09.98 ШГДОЗА-ТЕСТ" №Р0СС RU.000I.P05, № 08-09/99 от 21.09.99г. ИЛ СВТ И ИТ ЭМС НИЦЭМС"ИМПУЛЬС" № РОССии. 0001.2 Ш)01 ,

107. Разрешено к применению Минздравом РФ0610.97г.

108. СИСТЕМА СЕРТИФИКАЦИИ ГОСТ Р ГОССТАНДАРТ РОССИИ0370637 :}: