автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.10, диссертация на тему:Исследование и разработка системы автоматического выбора экспозиции при цифровой флюорографии

На правах рукописи

УДК615 471:03

Александр Борисович Мншкинис

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ВЫБОРА ЭКСПОЗИЦИИ ПРИ ЦИФРОВОЙ ФЛЮОРОГРАФИИ

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

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва-2004

Работа выполнена в НПО «Спектр»

Научный руководитель:

Доктор технических наук

Кантер Б.М.

Официальные оппоненты:

Доктор технических наук

Владимиров Л.В.

Кандидат технических наук

Блинов Н.Н.

Ведущая организация:

Российский научный Центр рентгенорадиологии Министерства здравоохранения и социального развития России

Защита состоится 29.09.2004 года в 1000 на заседании регионального диссертационного совета ДМ 208.001.01 при Государственном учреждении науки Всероссийский научно-исследовательский и испытательный институт медицинской техники МЗ РФ по адресу: 129301, Москва, ул. Касаткина, дом 3

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГУН ВНИИИМТ МЗ РФ Автореферат разослан 27 августа 2004 года.

Ученый секретарь диссертационно!

кандидат технических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время в медицине рентгенологический метод продолжает занимать ведущее место при раннем выявлении и диагностике различных заболеваний. Более 60% патологических изменений в организме выявляется с помощью рентгенологических методов.

За последнее десятилетие сам рентгенодиагностический метод претерпел принципиальные изменения. На смену традиционным пленочным рентгеновским аппаратам пришла новая цифровая рентгенодиагностическая техника. Цифровые рентгенодиагностические аппараты имеют целый ряд преимуществ по отношению к пленочным аппаратам: широкий динамический диапазон и высокая контрастная чувствительность цифровых аппаратов, а также возможность компьютерной обработки изображения, позволяет надежно выявлять даже незначительные изменения в биологических тканях различной плотности, что существенно уменьшает вероятность пропуска патологии. Значительное снижение лучевой нагрузки делает цифровой метод рентгенодиагностики практически безопасным для пациентов и обслуживающего персонала. Цифровое рентгеновское изображение выводится на экран видеомонитора через секунды после экспозиции, что позволяет вести диагностику в реальном масштабе времени. Исключение необходимости использования дорогостоящей фотопленки, фотолабораторного оборудования и химреактивов делает цифровую рентгенографию экономически выгодной.

Однако в цифровых аппаратах, выпускаемых как за рубежом, так и в нашей стране, отсутствует система анодного

напряжения в режиме съемки индивидуально для каждого пациента.

РОС. НАЦиОМЛЛЬИАЯ КИБЛИОТЕКА

Вынужденная ручная установка анодного напряжения. выполняемая рентгенолаборантом, как показывает опыт, может привести к переоблучению пациента и потере качества диагностического изображения. Кроме того, ручное управление работой аппарата увеличивает длительность рентгенологической процедуры. Эти недостатки цифровых рентгеновских аппаратов особенно остро проявляются при массовом флюорографическом обследовании населения, когда поток пациентов значителен. При массовых флюорографических исследованиях особенное значение уделяется выбору физико-технических параметров экспозиции, а именно: анодного напряжения, анодного тока, времени экспозиции либо количества электричества. С целью исключения брака и возможных повторных рентгенодиагностических исследований в современных аппаратах широко используются системы выбора физико-технических параметров с использованием автоматики по органам, где в зависимости от исследуемого органа, толщины и возраста пациента автоматически выбираются: анодное напряжение и количество электричества либо анодное напряжение и система автоматического экспонирования, совмещенная с выбором доминантной области экспонометра. Системы автоматического экспонирования разрабатывались в нашей стране в начале 60х годов в Ленинградском электротехническом институте (Цветков А.Ф., Хараджа Ф.И.), во Всесоюзном научно-исследовательском институте радиационной техники (Горбачевский A.M., Жегалкин Г.А., Дмитриев Г.И.); позднее в конце 80х годов были разработаны системы на основе ионизационных камер в Научно-исследовательском институте интроскопии (Владимиров Л.В., Козлов А.А. и др.) В основу этих систем было положено измерение требуемой экспозиционной дозы в области доминанты, при достижении заданного порогового значения которой выдавалась команда на окончание экспозиции. Системы автоматического

экспонирования широко используются в аппаратах отечественных и зарубежных фирм: «Сименс», «Филипс», «Дженерал электрик» и др. Основным недостатком этих систем является то, что при этом необходимо предварительно выбрать уставку анодного напряжения и доминанту рабочего поля детектора экспонометра, что также предусмотрено и в системах «автоматики по органам». Данный недостаток был достаточно хорошо известен и отечественными учеными к.т.н. Подгорным В.Н., д.т.н., профессором Блиновым Н.Н., д.т.н. Владимировым Л.В., д.т.н. Кантером Б.М. в разное время разрабатывались системы автоматических экспонометров, позволяющие не только выбрать требуемую экспозицию, но и требуемое напряжение генерирования рентгеновского излучения в процессе экспозиции. Однако эти попытки не были доведены до серийного производства. Одной из причин того, что системы с автоматическим выбором напряжения в процессе экспозиции разрабатывались для аналоговых приемников излучения (пленка + усиливающий экран), которые имеют ограниченный динамический диапазон чувствительности (15 -20).

В настоящее время в связи с использованием цифровых приемников рентгеновского излучения на основе полупроводниковых зарядочувствительных детекторов (ПЗС - матриц), имеющих динамический диапазон 100 и более, разработчиками ООО «Гелпик» при активном участии автора была возобновлена работа по возможности автоматического выбора напряжения генерирования в процессе экспозиции при флюорографии.

Цель и основные задачи исследований. Основная цель диссертационной работы заключается в теоретическом исследовании, разработке и внедрении в клиническую практику цифрового флюорографа, оснащенного системой автоматического выбора анодного напряжения в снимочном режиме индивидуально для каждого пациента. При этом должен быть получен медицинский эффект, заключающийся в: снижении лучевой нагрузки на пациента, исключении брака в съемке, увеличении пропускной способности флюорокабинета, облегчении работы рентгенолаборанта.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные научно-технические задачи:

1. Проанализировать современное состояние цифровой флюорографии.

2. Провести исследование спектральных и дозиметрических характеристик рентгеновских излучателей.

3. Провести исследование детекторов излучения, используемых в рентгеновской экспонометрии.

4. Разработать систему автоматического выбора экспозиции для цифровой флюорографии.

5. Разработать цифровой флюорограф, оснащенный системой автоматического выбора экспозиции.

6. Провести испытания нового цифрового флюорографа с целью оценки качества изображения при использовании системы автоматического выбора анодного напряжения в процессе экспозиции.

7. Внедрить в медицинскую практику цифровые флюорографы, оснащенные системой автоматического выбора анодного напряжения в процессе экспозиции.

Научная новизна.

1. Получены аналитические выражения и разработана методика расчета радиационного выхода медицинских рентгеновских излучателей использующих трубки с вольфрамовым анодом.

2. На основании теоретических расчетов показано, что спектральные распределения тормозных спектров по количеству квантов, по интенсивности излучения и по мощности дозы имеют различный сдвиг максимумов по энергиям.

3. Проведен анализ возможных переэкспозиций при работе системы автоматического экспонирования, обусловленных временными характеристиками фронтов нарастания и спада анодного напряжения при малых длительностях экспозиций и показано, что при заданном времени экспозиции дозовая погрешность не превышает 20% от требуемой экспозиционной дозы.

4. Разработана методика расчета опорного тока для системы «активного» экспонирования в зависимости от требуемого времени экспозиции и чувствительности приемника рентгеновского излучения флюорографического аппарата с учетом параметров пациента.

5. Разработана схема «активного» рентгеновского экспонометра обеспечивающего автоматический выбор анодного напряжения в процессе экспозиции в зависимости от параметров объекта контроля при заданном времени снимка.

Практическая значимость работы.

1. По результатам научно-технических исследований проведены инженерно-конструкторские работы по созданию цифрового флюорографа "Ренекс-Флюоро" с системой автоматического выбора напряжения генерирования рентгеновского излучения в процессе экспозиции.

2. Налажен производственный выпуск цифровых флюорографов с системой автоматического выбора напряжения генерирования рентгеновского излучения в процессе экспозиции в зависимости от параметров пациента.

3. Режим «однокнопочного» включения аппарата с автоматическим выбором напряжения обеспечивает исключение ошибок в экспозиции при одновременном увеличении пропускной способности флюорографического аппарата.

4. Внедрено в медицинскую практику более 50 цифровых флюорографов новой конструкции.

5. Разработаны специальные фантомы и тест-объекты оригинальной конструкции для оценки пространственной и контрастной разрешающей способности цифрового рентгеновского изображения, защищенные рядом патентов РФ.

6. Разработаны. методические рекомендации и пособия для врачей при работе на цифровом флюорографе "Ренекс-Флюоро".

Достоверность полученных результатов

1. Достоверность полученных квантовых распределений тормозных спектров рентгеновских трубок с вольфрамовым анодом подтверждается сравнением с экспериментальными данными отечественных и зарубежных исследователей. При этом расхождения между нашими расчетными данными и данными, полученными в результате эксперимента и опубликованными в отечественной и зарубежной литературе не превышали ± 6%.

2. Достоверность по расчетным значениям радиационного выхода подтверждена нашими экспериментальными данными и данными, опубликованными в справочной литературе. При этом расхождение между расчетными и экспериментальными значениями по радиационному выходу при работе рентгеновского аппарата в длительном режиме не превышали ± 20%.

3. Работоспособность системы «активного» экспонирования, а, следовательно, и достоверность теоретических положений заложенных в основу его работы, в том числе и по определению опорного тока, подтверждается результатами приемосдаточных и квалификационных испытаний, а также успешной эксплуатацией выпускаемых флюорографов с системой «активного» экспонирования.

Внедрение результатов работы:

Материалы диссертационной работы доложены на конференциях Научно-практического центра рентгенорадиологии, Научно-практического центра медицинской радиологии, НПО «Спектр», Ассоциации медицинских физиков

России, а также опубликованы в печати - в журнале «Медицинская техника» (список публикаций прилагается) и в патентах на изобретение.

Цифровой флюорограф «Ренекс-Флюоро» с системой автоматического выбора экспозиции демонстрировался на международной выставке «Здравоохранение» в 2002, 2003 и 2004 гг.

Публикации по материалам диссертации: Всего опубликовано 17 работ, в том числе 4 патента на изобретения.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 75 источников, и приложения, в котором представлены акты испытаний цифрового флюорографа новой конструкции, акты внедрения результатов работы, копии патентов на изобретения.

Общий объем работы составляет 106 страниц текста, в том числе 26 рисунков и 14 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность внедрения системы автоматического выбора экспозиции в цифровой флюорографии, сформулирована цель и задачи работы и приведены основные результаты.

Первая глава содержит сведения о современном состоянии технического оснащения флюорографии и в первую очередь цифровой.

В России действовало свыше 5 000 пленочных флюорографических аппаратов, на которых ежегодно обследовалось 50 % населения страны, с расчетом обследования каждого .человека в соответствии с приказом Минздрава России не реже одного раза в два года. При этом декретированный персонал, связанный со здраво-

охранением и торговлей, проходил обследование ежегодно. Авария на Чернобыльской АЭС заставила снизить облучение населения (пациентов) путем сокращения количества обследуемых, что через несколько лет обернулось ростом в стране легочного туберкулеза. Пришлось вернуться к массовым рентгенологическим обследованиям населения, но при максимальном снижении дозовой нагрузки на пациентов, тем более что это в большей части практически здоровые люди.

Основной составляющей традиционного, то есть пленочного флюорографа, является флюорографическая камера. Именно она в основном обуславливает параметры качества получаемого изображения и чувствительность системы. Принцип работы флюорографических камер заключается в первоначальном преобразовании рентгеновского изображения в световую картину флюоресцентного экрана с дальнейшей передачей этого изображения с помощью оптики на пленку. Практически флюорография - это рентгенография при уменьшенном размере (пониженном масштабе) изображения.

Уменьшенный размер изображения требует для расшифровки флюорограмм использования увеличивающих линз в специальном просмотровом устройстве -флюороскопе.

В 1978 году ВОЗ не рекомендовал применения на практике пленочной флюорографии в связи с высокими дозовыми нагрузками на пациентов. Начался поиск альтернативного направления развития.

Вариантом- пленочного флюорографа с пониженной дозой облучения стал аппарат, оснащенный УРИ с диаметром поля 570 мм (немецкая фирма «Siemens»).

Однако большие технологические трудности вызвали высокую стоимость изделия, что обусловило отказ фирмы от его производства.

Голландская фирма Old Delft предложила пленочный флюорограф со сканирующей линейкой светооптических усилителей, сигнал с которых через светосильный объектив поступал на пленку. Наличие специального плоского усилителя изображения и высокоточной сканирующей системы обуславливали высокую стоимость изделия и не устраняли фотопроцесс и просмотровое устройство.

Наиболее радикальным направлением совершенствования флюорографии стал переход на цифровую технику. В России цифровая рентгенография впервые осуществлена в Новосибирске Институтом ядерной физики СО РАН. Разработанная сибирскими учеными система имела разрешающую способность 0,7 лин/мм, динамический диапазон не менее 80, контрастную чувствительность не более 1,0 %. Описанная система имела сходство с зарубежной системой PACS - Picture Archiving and Communication Systems. Это отвечало мнению ВОЗ - для того, чтобы подобные системы соответствовали местным нуждам, нужно разработать их на месте, в собственной среде, соответственно существующим реалиям. Так этот вопрос и был решен в нашей стране (Таблица 2).

Цифровые сканирующие флюорографы НПЦ медицинской радиологии разработаны в двух вариантах: газовые (ксеноновые) и твердотельные

(полупроводниковые) Они обеспечивают снижение дозовой нагрузки

на пациентов в 5-10 раз по сравнению с пленочными флюорографами.

Оригинальную конструкцию со сканирующим УРИ малого диаметра предложили специалисты московской фирмы «СпектрАП». Объект рассматривался по четырем квадрантам, изображение от которых сшивалось воедино. Сканирование тяжелым усилителем требовало точности механических узлов системы и ее удорожания, что усложняло конструкцию аппарата.

Современное состояние оснащения для флюорографа

Таблица 2

Вариант Прнемник Сканирую шее устройство Система архивирования

Плсиочая флюорография

1 Крупнокадровый флюорограф - система экран + оптика + пленка Нет Пленка

2 хрупнопольный УРИ Нет Пленка

3 Пинейка электронно-штических детекторов Электроделка Имеется Пленка

Цифровая флюорография

4 Линейка ксеноновая Имеется монитор + магнитоопт. диск

5 Линейка твердотельная Имеется монитор + магнитоопт. диск

6 УРИ малого диаметра Имеется монитор + магнитооптически й диск

7 Экран + оптика + ПЗС-матрица Нет монитор + магнитооптически й диск

Первыми цифровыми флюорографы без сканирования, которые сокращают длительность исследования, снижают динамическую нерезкость, создают возможность использования системы автоматического выбора экспозиции, стали аппараты серии «Ренекс-Флюоро». Среди цифровых флюорографов (таблица 2) аппараты с ПЗС-матрицей являются наиболее перспективными в этом направлении, что и обусловило дальнейший их выбор в данной работе.

Вторая глава посвяшена исследованию спектральных и дозиметрических характеристик рентгеновских излучателей используемых в рентгенодиагностике.

Тормозное рентгеновское излучение, возникающее при торможении ускоренных электронов на поверхности зеркала анода рентгеновской трубки, имеет непрерывный спектр.

Граничная энергия тормозного спектра излучения определяется известным выражением:

где: - постоянная Планка, равная - граничная частота спектра. Е m:L4- граничная энергия спектра измерения, Дж; е - элементарный заряд, равный 1,6- 10'" Кл; U - анодное напряжение. В.

То, что граничная энергия спектра определяется по выражению (1), ни у кого не вызывает сомнений, однако спектральное распределение интенсивности тормозного спектра излучения до настоящего времени не имеет аналогичного выражению (1) однозначного аналитического отображения.

Согласно известным теоретическим расчетам, интенсивность тормозного рентгеновского излучения определяется следующим выражением:

где: i4 - анодный ток рентгеновской трубки, мА, a Z - атомный номер мишени анода. С- постоянный размерный коэффициент

Выражение (2) определяет суммарную интенсивность тормозного4 спектра и практически не пригодно для расчета характера изменения спектра по мере прохождения поглощающих сред и, в частности, при формировании теневого изображения пациента при рентгенодиагностике.

В связи с этим нами использовалось дифференциальное представление плотности потока квантов, которое широко используется в рентгенофлюоресцентном анализе.

Заменим выражение ёМ на ДМ, а с1Е на АЕ; тогда выражение (3) примет следующий вид:

где: - число квантов в спектре тормозного излучения, приходящегося на выбранный энергетический интервал -среднее значение энергии квантов

в выбранном интервале - атомный номер материала анода рентгеновской

трубки; - анодный ток; - энергия электронов падающих на зеркало анода

рентгеновской трубки.

Физический смысл проведенной замены и отказ от использования выражения (2) становится ясен при рассмотрении выражения (5), в котором экспоненциальный член определяет изменение количества квантов с энергией по мере прохождения рентгеновским излучением ослабляющих сред:

(3)

(4)

(?)

где - линейный коэффициент ослабления материала;

- толщина материала;

- плотность материала.

В отличие от флюоресцентного анализа, где оперируют потоками квантов и их энергией, в рентгенодиагностике используются дозиметрические характеристики: интенсивность излучения, мощность дозы и доза.

Средняя интенсивность излучения с энергией Е в заданном интервале энергий непрерывного тормозного спектра будет определяться как:

(6)

Суммарная интенсивность по всему спектру на входе приемника излучения будет определяться следующим выражением:

I д£

(7),

где - количество выбранных интервалов в исследуемом тормозном

спектре.

По существу, выражение (6) является интегралом интенсивности в выбранном нами интервале энергий В то время как выражение (7) является суммой этих интегралов и определяет суммарную интенсивность тормозного спектра после прохождения ослабляющих сред.

Полученное спектральное распределение по интенсивности излучения J(E) дает возможность перехода к расчету спектрального распределения по мощности дозы:

(Е)= Иевозд I ■ ^(Е) (8),

где - коэффициент электронного преобразования энергии квантов

рентгеновского излучения в воздухе.

При этом мощность дозы спектра тормозного излучения будет определяться численным интегрированием интенсивностей умноженных на коэффициент электронного преобразования по выбранному количеству энергетических

(9)

интервалов:

Суммарная доза за время экспозиции : = Рг • 1ЗКС.

На рис. 1 представлен полный алгоритм последовательности расчета параметров тормозного спектра излучения разработанный в процессе выполнения данной диссертационной работы.

Исходные параметры: Ь"а(кВ); ¡4(м А); Ъ анода. Толщина, плотность и материал фильтра Спектральное распределение потока квантов нефильтрованного тормозного излучения N5 (квант/см'мАс) Спек гральное распределение потока квантов фильтрованного тормозного излучения Кеф (квант/см"мАс) Спектральное распределение интенсивности фильтрованного тормозного излучения Де (кванткэВ'- с.\Г мА-с)

Ослабление по чис. нефильтрованного

лу квантов спектра излучения

ехр

Массовые

коэффициенты

поглощения

энергии в

воздухе

(Цс'рк

Интегрированная по Спектральное

спектру поглощенная распределение

Интегрированная по Спектральное

спектру поглощенная доза в воздухе 0£ (Гр/мА • с) распределение экспозиционной ДОЗЫ Р,Е) (Рентген/мА • с)

Спектральное распределение поглощенной энергии &1е (кэВ/см3-мА-с)

Рис. 1. Алгоритм последовательности расчета параметров тормозного спектра излучения.

Полученные расчетные данные спектрального распределения и графики, построенные на их основании, затем были сопоставлены с экспериментальными данными, опубликованными как в зарубежных, так и в отечественных справочниках. Расхождения между расчетными спектрами по количеству квантов с заданной энергией, приведенными в данной работе и экспериментальными данными, приведенными в справочной литературе, не превышают ± 6%.

На рис.2 представлены нормированные по максимуму спектральные распределения тормозного излучения для анодного напряжения 120 кВ за суммарным фильтром 4 мм А1. Из представленного графика видно, что спектральные распределения по количеству квантов, интенсивности и мощности дозы имеют существенное различие, что следует учитывать при разработке рентгенодиагностической аппаратуры.

| 10 20 30 40 53 60 70 00 90 100 110 120

Рис. 2. Нормированные по максимуму значения спектрального распределения 1- по количеству квантов Ке (квадратики), 2 - по интенсивности излучения .Тй (крестики). 3 - по мощности экспозиционной дозы Ре (кружочки)

Оценка полученных расчетным путем значений мощности дозы и дозы проводилась как в режиме просвечивания, так и в режиме снимков. В режиме

просвечивания отклонения между расчетными и экспериментальными данными не превышали ± 20%. В режиме снимка отклонения достигали 100%. Был проведен анализ отклонений между расчетными и экспериментальными значениями доз в режиме снимков. В результате которого выяснилось, что расхождение тем больше, чем меньше время экспозиции. Доза за снимок в общем виде определяется следующим выражением:

D = ^ (0 -dt + PH (/j -ь)+\Рг(1)-Л (И)>

где: - определяет характер увеличения мощности дозы при включении

высокого напряжения. При этом анодное напряжение изменяется от 0 до Сустав,,. P2(t) - определяет характер уменьшения мощности дозы по заднему фронту высокого напряжения, когда оно падает от UycraSKH ДО 0. И только в интервале времени от

Погрешность между расчетными значениями доз и измеренными, как было показано, является функцией отношения:

/

2)

Л -Л

100%.

На рис. 3 показана условная типичная графическая зависимость изменения мощности дозы за время снимка.

Рис.3 Типичная зависимость изменения мощности дозы от времеш в режиме снимка Таким образом, приведенные выше расчеты спектралыых распределений могут быть корректно использованы только для случая, когда

При снимочном режиме с использованием малого времени экспозиции необходимо использовать малоинерционную систему автомагического экспонирования.

Третья глава содержит исследование системы автоматического выбора экспозиции. Одним из достижений пленочной флюорографии являлось создание и внедрение автоматического экспонометра (фотоэкспонометра), обеспечивающего независимо от телосложения пациента оптимальную оптическую плотность почернения изображения Q опт- Предварительно опытным путем выбирался участок изображения (доминанта), почернение которого характеризует оптическую плотность всего изображения. Для снимка грудной полости доминанта имеет форму прямоугольника размером 150 х 50 мм, расположенного над тенью средостения горизонтально и симметрично охватывающего на прямой рентгенограмме оба легочные поля (рис. 2а). Такое расположение доминанты обеспечивает равномерное почернение обоих легочных полей. На пленочной флюорограмме почернение считается оптимальным (по проф. Соколову), если на фоне средостения видны изображения трех грудных позвонков.

J max * t min J min * t max Const.

Световой поток J собирается дополнительной оптической системой на фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) в течение некоторого времени t.

Предварительный выбор анодного напряжения при пленочной флюорографии может вызвать возможную погрешность получения оптимальной оптической плотности изображения. Такая погрешность не превышают 20 % количества снимков, из них чистый брак (требуюший повторной съемки) доходит до 5 %. Повторная съемка воспринимается пациентами крайне отрицательно из-за переоблучения обследуемого.

Благодаря широкому динамическому диапазону цифровой системы врач-рентгенолог при чтении снимков индивидуально может устранить ошибку выбора режимов. Поэтому внимания на применение-экспонометра при цифровых методах не уделялось. Да и решить вопрос оказалось непросто в камерах со сканирующей

линейкой детекторов Положение облегчилось после перехода во многих цифровых флюорографах к бессканируюшему варианту с ПЗС-матрицами типа "Ренекс-Флюоро" Несмотря на это погрешность выбора режимов остается сохраняется возможность неоправданного уветичения лучевой нагрузки на обслед\емого. Между тем, проблема автоматического экспонометра, особенно в цифровом флюорографе с ПЗС-матрицей, решается достаточно эффективно.

Качественное изображение на цифровой флюорограмме (рис 26) принимается по нашим экспериментальным данным при видимости на фоне средостения всего позвоночного столба Для этих целей доминанту располагают вертикально, на фоне средостения с захватом легочного поля

Дополнительно в систему вводится быстродействующий измеритель квантового выхода (квантовый интегратор), сориентированный дополнительной микрооптикой на центральный участок изображения на экране - доминанту.

На начальном участке кривой нарастания интенсивности излучения от анодного напряжения выбирается анодное напряжение и далее экспонометром набирается экспозиция до искомого значения по выражению <2 = -ци*) + ЛМ, (мЧ)

а) б)

Рис 2. Расположение доминанты на флюорограмме органов грудной клетки в прямой проекции а) пленочная фаюорограмма, б) цифровая фиоорограмма

Экспериментально определены значения экспозиции при различных значениях анодного напряжения. Анодное

напряжение кВ 66 70 73 77 81 85 90 96 102 109 117 125 Расчетная

экспозиция, мАс 16 12,5 10 8 6,4 5 4 3,2 2,5 2,0 1,6 1,3

Полученные данные с точностью ± 5 % совпадают с расчетными значениями для органов грудной клетки при их переднезаднем размере 24 см (толщина грудной клетки среднего пациента). Ориентировочное значение дозовой нагрузки среднего пациента при его съемке в предпочтительной переднезадней проекции составляет по экспериментальным данным 0,3 мЗв.

Четвертая глава посвящена теории и совершенствованию приборов для оценки качества цифрового рентгеновского изображения.

Объективная оценка качества цифрового флюорографического изображения осуществлялась с помощью тест-объекта оригинальной конструкции. Тест-объект выполнен в форме полого цилиндра из оргстекла, заполняется очищенной (дистиллированной) водой, фантом выполняет роль рассеивающего тела. Имеет две соединяющиеся камеры, разделенные передвижным поршнем из оргстекла. На поршне закреплены метрические элементы: штриховые миры и градационные поглотители в виде алюминиевых дисков строго определенной толщины, что позволяет оценить пространственную разрешающую способность и контрастную чувствительность, При этом расстояние до плоскости исследования и объеме рассеивающего тела выбираются по фактическим данным.

Для оценки величины динамической нерезкости при исследовании органов грудной полости разработан фантом оригинальной конструкции, содержащий корпус из жесткого рентгенопрозрачного и светопрозрачного материала, заполненный водой. Внутри корпуса на эластичной мембране закреплены полая трубчатая система в форме бронхиального дерева и баллон, имитирующий работу сердца, выполненные из упругого эластичного материала и соединенные с соответствующими генераторами воздушного давления, управляемыми микро-

процессорами. Метрические элементы закреплены на эластичной мембране вокруг стволов «бронхиального дерева». Фантом позволяет определить оптимальное время экспозиции при рентгенографии легких.

В этой главе также описывается устройство растрового типа, предназначенное для юстировки рентгеновского излучателя относительно цифровой флюорографической камеры.

Пятая глава посвящена экспериментальным исследованиям цифрового флюорографа с автоматическим режимом съемки. Проведена проверка:

• контрастной чувствительности и дозы на снимок;

• геометричесигх искажений (дисторсии);

• динамического диапазона;

• пространственного разрешения;

• чистоты выходного поля изображения;

• неравномерности распределения яркости;

• соответствия между полем рентгеновского изображения и поверхностью приемника изображения;

• ограничения и индикации пространственной протяженности пучка рентгеновского излучения;

• обеспечения совместимости светового (лазерного) и рентгеновских лучей в плоскости приемника изображения;

• радиационной защиты обслуживающего персонала;

• мощности дозы излучения на рабочем месте и на расстоянии 100 см от фокусного пятна в любом направлении;

• режима автоматической съемки.

Использовалась контрольно-измерительное оборудование и методики тестирования, отвечающие требованиям ГОСТ 26140, ГОСТ Р 50267.7-95.

Результаты по основным параметрам флюорографа получены следующие:

1. Пространственная разрешающая способность 1,4 пар линий/мм по всему полю.

2. Значения дисторсии выходного изображения составили для горизонтального и вертикального направлений 1,8%.

3. Контрастная чувствительность 1,5 % при дозе на снимок 8,6 мкГр.

4. В зависимости от толщины тестов динамический диапазон изменяется от 150 до 1850 (Таблица 5).

5. Флюорограф надежно обеспечивает автоматическую регулировку анодного напряжения и количества электричества в процессе экспозиции в зависимости от толщины и плотности исследуемого объекта (Таблица 6).

Таблица 5.

Фильтр, мм А1 Тест 5%контраста мм А1 Динамический диапазон

38 ! 0,7 144

43 0,7 224

48 0,7 339

53 0,7 522

58 0,7 798

63 0,7 1233

68 0,7 1850

73 - -

78 - -

Таблица 6

Наличие фантома Значения, Измеренные

индицируемые значения

на пульте управления

56 кВ; 56,5 кВ;

3.69 мАс; 3,70 мА с;

0,024 с 0,025 с

Водный фантом, 103 кВ 105,6 кВ

толщиной 100 мм 4.63 мА с 4,64 мАс

0.025 с 0,026 с

Водный фантом, 92 кВ 91,7 кВ

толщиной 100 мм 3,5 мА-с 3,56 мА с

0,02 с 0.02 с

Водный фантом, 116 кВ 121,2 кВ

толщиной 200 мм 6,87 мА с 6,87 мА-с

- 0.036 с 0.036 с

Экспериментальные исследования подтвердили теоретические расчеты и правильность выбранной конструкции.

Выводы

1. В ходе проведенных в рамках диссертационной работы исследований решена научно-техническая проблема, имеющая важное социальное значение, а именно - разработан и внедрен в клиническую практику цифровой флюорограф, оснащенный системой автоматического выбора напряжения генерирования рентгеновского ихтучения в процессе экспозиции с учетом плотности исследуемого объекта 2. Разработан алгоритм расчета тормозных спектров рентгеновских излучателей для трубок с вольфрамовым анодом, который может быть использован при конструировании рентгенодиагностических аппаратов общего и специального назначения.

3. Разработаны оригинальные тест-объекты и фантом для контроля основных характеристик качества формирования изображения в приемниках-преобразователях цифровых рентгеновских аппаратов, позволяющие повысить точность оценки качества изображения и защищенные четырьмя патентами РФ

4. Выполнение настоящей диссертационной работы и ее техническое воплоще-

ние позволили: - снизить лучевую нагрузку на пациента;

-практически исключить брак флюорографии, связанный с погрешностями

ручной установки режимов съемки; -увеличить пропускную способность флюорографического кабинета до 60 человек в час;

- облегчить работу рентгенолаборанта.

5. Практическая значимость выполненных исследований и найденных технических решений нашла подтверждение при разработке, создании и в процессе эксплуатации серийного цифрового флюорографа с автоматическим режимом съемки который используется во многих учреждениях здравоохранения России.

Публикации но теме диссертации

ЬЧикирдин Э.Г., МишкинисА.Б. Техническая энциклопедия рентгенолога. -М., 1996. -473 с.

2. Мишкинис А.Б., Смелик Г.И., Чикирдии Э.Г. Аппарат для цифровой флюорографии «Ренекс-Флюоро».//Мед.техника.-1998.-№6.-С. 14-16.

3. Жутяев С.Г., Смелик Г.И., Мишкинис А.Б.,Мишкинис Б.Я.,Чикирдин Э.Г. Спектральное распределение тормозного излучения в рентгеновских трубках с вольфрамовым анодом. // Мед. техника. - 2001.- № 4. - С. 3-5.

4. МишкинисА.Б.,Черннй А.Н.Физические принципы и технология получения цифрового рентгеновского снимка//Медицинская физика.- 200{.-№. 11.-С. 4546.

5. Черний А.Н., Мишкинис А.Б.О перспективе использования цифровых флюорографов для решения рентгенотопографическнх задач // Известия вузов "Геодезия и аэрофотосъемка",- 2001.-№4.-С. 69-79.

6. Ильичева Е.Ю., Лохмаи О.В., Мишкинис А.Б.,Чернин А.Н. Опыт использования цифрового флюорографа «Ренекс-Флюоро» в противотуберкулезной службе Новомосковска//Проблемы туберкулеза.-2001.-№8.-С. 16-20.

7. Мишкинис А.Б., Черний А.Н. Цифровые малодозовые флюорографы для обследования органов грудной полости // Идеи, гипотезы, решения.- 2001.- № 2.-С. 30-31.

8. Мишкинис А.Б., Черний А.Н., Багаева Н.Г., Ильичева Е.Ю. Измерительные и дешифровочные возможности цифрового рентгеновского изображения. // Мед. техника. - 2002. - № 2. - С. 20-24.

9. Мишкинис А.Б., Черний А.Н. Тест-объект для контроля пространственной разрешающей способности и контрастной чувствительности рентгенодиагностических аппаратов. // Мед. техника. - 2002. - № 4. - С. 11-14.

10.Черний А.Н., Кучеров А.Л., Мишкинис А.Б. и др. Выявление туберкулеза легких и другой легочной патологии на цифровом флюорографе «Ренекс-Флюоро». Методические рекомендации. - М., - 2001 - 18 с.

11.Черний АН.» Кучеров А.Л., Мишкинис А.Б. и др. Применение цифровых флюорографов во фтизиатрии. Пособие для врачей.- М., - 2002 - 25 с.

12.Мишкинис А.Б. Кабинет цифровой флюорографии с аппаратом Ренекс-Флюоро. // Мед. техника, 2003, - № 5, - С. 38 - 38.

13.Мишкш1ис А.Б. Развитие цифровой флюорографии. // Медицинский бизнес. Медтехника. 2003. -.У°9- 10. С. 46-48.

14.Кантер Б.М., Мишкинис А.Б. Перспективы развития цифровой флюорографии Всероссийский научно-технический информационный центр.- Регистрационный №72200400054 от 19.08.2004 г.

15. Мишкинис А.Б., Черний А.Н. Тест-объект. Патент РФ на изобретение № 2181984 от 30 января 2001 г.

16. Мишкинис А.Б, Черний А.Н. Фантом для рентгенографии. Патент РФ на изобретение № 2190353 от 10 октября 2002 г.

П.Мишкннис А.Б.., Ильичева Е.Ю., Черний А.Н. Эталон для определения контрастных характеристик рентгенодиагностических аппаратов. Патент РФ на изобретение № 2210317 от 20 августа 2003 г..

18.Мишкинис А.Б.,Черний А.Н. Координатная рамка для рентгенотопометрии. Патент РФ на изобретение ЛЬ 2183941 от 16.02.2001.

И500*

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЦИФРОВОЙ ФЛЮОРОГРАФИИ ОРГАНОВ ГРУДНОЙ ПОЛОСТИ ПРИ

МАССОВОМ ОБСЛЕДОВАНИИ НАСЕЛЕНИЯ.

Выводы из главы 1.".

Глава 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ И ДОЗИМЕТРИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК РЕНТГЕНОВСКИХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ.

2.1.Исследования спектрального распределения тормозного излучения в диагностических рентгеновских трубках с вольфрамовым анодом.

2.2 Исследование взаимосвязи между спектральным распределением тормозного излучения и его дозиметрическими характеристиками.

2.3 Дозиметрические характеристики радиационного выхода рентгеновских излучений с использованием трубок с вольфрамовым анодом.

2.4 Экспериментальная проверка теоретических исследований.

Выводы из главы 2:.

Глава 3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА И РАЗРАБОТКИ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО ЭКСПОНИРОВАНИЯ.

3.1. Обоснование выбора системы автоматического экспонометра.

3.2. Разработка системы автоматического экспонирования.

3.3. Обоснование выбора детектора для системы автоматического экспонирования с автоматическим выбором напряжения генерирования рентгеновского излучения.

3.4. Электрическая блок-схема флюорографа.

3.5. Конструкция цифрового флюорографа.

Выводы из главы 3.

Глава 4 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ЦИФРОВОГО ИЗОБРАЖЕНИЯ.

4.1. Определение пространственной разрешающей способности.

4.2. Определение динамической нерезкости изображения.

4.3. Эталон для определения контрастных характеристик рентгенодиагностических аппаратов.

4.4. Юстировка светового центратора.

Выводы из главы 4.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЦИФРОВОГО ФЛЮОРОГРАФА С АВТОМАТИЧЕСКИМ РЕЖИМОМ СЪЕМКИ.+.

5.1. Проверка контрастной чувствительности и дозы на снимок.

5.2. Проверка геометрических искажений (дисторсии).

5.3. Проверка динамического диапазона.

5.4. Проверка пространственного разрешения.

5.5 Проверка чистоты выходного поля изображения.

5.6 Проверка неравномерности распределения яркости.

5.7 Проверка соответствия между полем рентгеновского излучения и поверхностью приемника изображения

5.8 Проверка ограничения и индикации пространственной протяженности пучка рентгеновского излучения. Проверка обеспечения совместимости светового (лазерного) и рентгеновских лучей в плоскости приемника изображения.

5.9 Проверка радиационной защиты обслуживающего персонала. Проверка мощности дозы излучения на рабочем месте и на расстоянии 100 см от фокусного пятна в любом направлении.

5.10 Проверка режима автоматической съемки.

Выводы из главы 5.1.

Выводы.

В настоящее время в медицине рентгенологический метод продолжает занимать ведущее место при раннем выявлении и диагностики различных заболеваний. Более 60% патологических изменений в организме выявляется с помощью рентгенологических методов [6, 10].

За последнее десятилетие сам рентгенодиагностический метод претерпел принципиальные изменения. На смену традиционным пленочным рентгеновским аппаратам пришла новая цифровая рентгенодиагностическая техника [8, 9, 11-13, 28, 36-38]. Цифровые рентгенодиагностические аппараты имеют целый ряд преимуществ по отношению к пленочным аппаратам: широкий динамический диапазон и высокая контрастная чувствительность цифровых аппаратов, а также возможность компьютерной обработки изображения, позволяет надежно выявлять даже незначительные изменения в биологических тканях различной плотюсти, что существенно уменьшает вероятность пропуска патологии. Значительное снижение лучевой нагрузки делает цифровой метод рентгенодиагнэстики практически безопасным для пациентов и обслуживающего персонала. Цифровое рентгеновское изображение выводится на экран видеомонитора *Ерез секунды после экспозиции, что позволяет вести диагностику в реальном масштабе времени. Исключение необходимости использования дорогостоящей . фотопленки, фотолабораторного оборудования и химреактивов делает цифровую рентгенографию экономически выгодной.

В нашей стране цифровая рентгенодиагностика особенно эффективно проявила себя при массовом обследовании населения, проводимой с целью раннего выявления туберкулеза, рака легких и других заболеваний органов грудной полости [3, 23, 27, 57].

Однако в цифровых аппаратах, выпускаемых как за рубежом, так и в нашей стране, отсутствует система автоматического выбора оптимального режима съемки индивидуально для каждого пациента. Вынужденная ручная установка энергетических режимов съемки, выполняемая рентгенолаборантом, может привести к переобучению пациента и повлиять на возникновение отдаленных последствий в виде изменений на генном уровне, а также различного рода заболеваний, в том числе и онкологических [6, 51-53].

Кроме того, как показывает практика, погрешность в установке энергетических и временных параметров съемки может отрицательно повлиять на качество диагностического изображения [50]. Ручное управление работой аппарата увеличивает длительность рентгенологической процедуры. Эти недостатки цифровых рентгеновских аппаратов особенно остро проявляются при массовом флюорографическом обследовании населения, когда поток пациентов значителен.

Таким образом, задача создания цифрового флюорографа, оснащенного системой автоматической установки оптимального режима экспозиции индивидуально для каждого пациента, и внедрение его в практическое здравооханение представляет собой важную социально значимую научно техническую проблему, решение которой в настоящее время крайне актуально.

Первая попытка автоматизации процесса флюорографии была предпринята на пленочных флюорографах путем введения в их конструкцию экспонометров [58]

Принцип действия экспонометра основан на фотометрии светового потока с экрана флюорографа или на дозиметрии излучения, падающего этот экран. В последнем случае экспонометр работает как реле дозы, отключая высокое напряжение, подаваемое на рентгеновскую трубку, после набора экспозиционной дозы. Чувствительным органом рентгеновского экспонометра является плоская ионизационная камера, которая располагается перед флюоресцирующим экраном, воспринимая излучение, ослабленное телом пациента. Отключение аппарата происходит после набора дозы излучения, вызывающей установленное почернение фотопленки. Рентгеновскими экспонометрами оснащались зеркально-линзовые флюорографы типа Оделка (Голландия).

К недостаткам рентгеновского экспонометра относятся его большая инерционность, ослабление падающего на флюоресцирующий экран излучения, наличие на снимке изображения камеры экспонометра, сложность и большой вес блока питания [58].

Отечественные пленочные флюорографы типа КФ-70 Т и КФ-400 имеют фотоэкспонометры.

Фотоэкспонометр содержит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), оптически сопряженный с контрольным участком флюоресцирующего экрана. Фото- ток с выхода ФЭУ воздействует на электронное реле, находящееся в пульте управления флюорографа. Режим работы фотоэкспонометра рассчитан на по- лучение флюорограмм с оптической плотностью 0,9 — 1,6, при которой про- исходит хорошая различаемость мелких деталей изображения [58].

Фотоэкспонометр, оснащенный ФЭУ, использовался также в рентгено-флюорографическом аппарате TUR DE-310 [59].

Все известные фотоэкспонометры очень критичны к выбору флюорографической пленки и положению пациента относительно контрольного участка флюоресцирующего экрана.

Фирмами «Philips» и «Oldelft» (Голландия) в 1985 г. был создан мало дозовый пленочный флюорограф «Pulmodiagnost-ЮО» сканирующего типа с линейным усилителем изображения [55]. В этом аппарате производился автоматический выбор экспозиции. Для этого весь цикл съемки осуществлялся в два этапа. Во время первого сканирования с малодозовой экспозицией с помощью специальных детекторов, расположенных за пациентом, определяется оптимальное значение мА, в зависимости от комплекции пациента. Второе сканирование в противоположном направлении используется для фактической съемки с рассчитанной экспозицией. При этом напряжение на рентгеновской трубке составляет 125 кВ и не изменяется от пациента к пациенту. Общее время сканирования составляет 1,2 сек.

Аналогичный принцип автоматической установки экспозиции осуществлен и в цифровом сканирующем рентгеновском аппарате «Digidelca» фирмы «Oldelft», предназначенным для массового обследовашя грудной клетки.

Недостатком данной системы автоматической установки экспозиции является двойное сканирование тела пациента рентгеновским пучком.

Глубокое и всестороннее исследование процесса формирования цифрового рентгеновского изображения было выполгено М.И. Зеликманом [22]. Он пока- зал, что ошибка выбора энергетических и временных параметров съемки приводит к потере диагностической информации, особенно при исследовании органов грудной полости. Им был предложен оригинальный метод электрон- ной коррекции цифрового рентгеновского изображения, полученного при неправильном выборе экспозиции.

В соответствии с вышеизложенным, основная цель диссертационной работы заключается в теоретическом исследовании, разработке и вшдрении в клиническую практику цифрового флюорографа, оснащенного системой автоматической установки оптимального режима экспозиции индивидуально для каждого пациента. При этом должен быть получен медицинский эффект, заключающийся в: снижении лучевой нагрузки на пациента, исключении брака в съемке, увеличении пропускной способности флюорокабинета, облегчении работы рентгенолаборанта.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные научно-технические задачи:

1. Проанализировать современное состояние цифровой флюорографии.

2. Провести теоретическое исследование спектральных и дозиметрических характеристик рентгеновских излучателей.

3. Провести теоретическое исследование детекторов излучения, используемых в рентгеновской экспонометрии.

4. Разработать систему автоматического выбора экспозиции для цифровой флюорографии.

5. Разработать цифровой флюорограф, оснащенный системой автоматического выбора экспозиции.

6. Провести испытания нового цифрового флюорографа с целью оценки качества изображения при использовании системы автоматического выбора экспозиции.

7. Внедрить в медицинскую практику цифровые флюорографы, оснащенные системой автоматического выбора экспозиции.

Теоретической и методической базой данной диссертационной работы послужили труды ведущих ученых и специалистов: Е.С.Бару, Н.Н.Блинош, Ю.В.Варшавского, Л.В.Владимирова, М.И.Зеликмана, Б.М.Кантера, В.В.Клюева, Э.Б.Козловского, Б.И.Леонова, Н.И.Мазурова, Р.В.Ставицкого, А.Г.Хабахпашева, Э.Г.Чикирдина и ряда других.

При выполнении настоящей работы были испольээваны следующие методы теоретических и экспериментальных исследований: методы математического анализа; теории функций комплексного переменюго; теории вероятностей и математической статистики; численные методы; методы статистической радиофизики; методы математического и физического моделирования процессов формирования изображений в приемниках преобразователях рентгеновского изображения.

Научная новизна полученных теоретических, экспериментальных и практических результатов сводится к следующему:

1. Впервые создана математическая модель квантового выхода излучения.

2. Полученная непрерывная зависимость квантового выхода излучения от энергии излучения позволила определить оптимальное значение анодного напряжения при съемке органов грудной полости.

3. Определение суммарного количества квантов дало возможность по радиационному выходу оценить оптимальную экспозицию при рентгенографии органов грудной полости.

4. Математическая модель квантового выхода излучения и результаты экспериментальных исследований позволили впервые создать систему автоматического выбора экспозиции на цифровом флюорографе. Новизна полученных результатов подтверждена в том числе 4 патентами

РФ на изобретения.

Практическая значимость работы выражается в следующем:

1. По результатам научно-технических исследований проведены инженерно-конструкторские работы по созданию цифрового флюорографа "Ренекс-Флюоро" с системой автоматического выбора экспозиции.

2. Налажен производственный выпуск цифровых флюорографов с сисхмой автоматического выбора экспозиции.

3. Внедрено в медицинскую практику более 50 цифровых флюорографов новой конструкции.

4. Разработаны специальные фантомы и тест-объекты оригинальной конструкции для оценки пространственной и контрастной разрешающей способности цифрового рентгеновского изображения.

5. Разработаны методические рекомендации и пособия для врачей при работе на цифровом флюорографа "РенекоФлюоро". Достоверность полученных результатов обусловлена использованием апробированных методов исследования, а также подтверждается лабораторными и верификационными испытаниями приборов.

Материалы диссертационной работы доложены на конференциях Научно практического центра рентгенорадиологии, Научно-практического центра медицинской радиологии, НПО «Спектр», Ассоциации медицинских физиков России, а также опубликованы в печати — в журнале «Медицинская техника» (список публикаций прилагается) и в патентах на изобретение.

Цифровой флюорограф «Ренекс-Флюоро» с системой автоматического выбора экспозиции демонстрировался на международной выставке «Здравоохранение» в 2002 и 2003 гг.

Выводы

В ходе проведенных в рамках диссертационной работы исследований решена научно-техническая проблема, имеющая важное социальное значение, а именно, - разработан и внедрен в клиническую практику цифровой флюорограф, оснащенный системой автоматической установки оптимальной величины экспозиции для каждого пациента.

Экспериментальные исследования показали, что автоматическая установка анодного напряжения совпадает с его расчетным значением с точностью до 5%. Созданная математическая модель квантового выхода излу^ния, на основе которой был разработан автоматический экспонометр для цифрового флюорографа "Ренекс - Флюоро", может быть использована при конструировании рентгенодиагностических аппаратов обцрго и специального назначения.

Разработанные тест-объекты и фантом для контроля основных характеристик качества формирования изображения в приемниках-преобразователях цифровых аппаратов: пространственной разрешающей способности, контрастной чувствительности, динамического диапазона, динамической нерезкости, а также зависимости деталь-контраст позволяют повысить точность оценки и обеспечивают воспроизводимость результатов измерений. Выполнение настоящей диссертационной работы и ее техническое воплощение позволили: снизить лучевую нагрузку на пациента (дозовая нагрузка напациента составляет не более 0,3 мЗв при съемке в прямой проекции); полностью исключить брак флюорографии, связанный с погрешностями ручной установки режимов съемки; увеличить пропускную способность флюорографического кабинета до 60 человек в час; облегчить работу рентгенолаборанта.

Практическая значимость выполненных исследований и найденных технических решений нашла подтверждение при разработке, создании и в процессе эксплуатации серийного цифрового флюорографа с автоматическим режимом съемки ФЦМБарс- "РЕНЕКС", который используется во многих учреждениях здравоохранения России.

7 Заключение.

7.1. Флюорограф цифровой малодозовый с автоматическим режимом съемки ФЦМБарс - «РЕНЕКС» выдержал медицинские испытания.

7.2. Медицинские испытания подтвердили высокие диагностические возможности флюорографа цифрового малодозового с автоматическим режимом съемки ФЦМБарс ~ «РЕНЕКС» для исследования органов грудной клетки.

7.3 Отсутствие рентгеновской пленки, необходимость её. обработки, возможности электронного архивирования и т.д., делают достоинства флюорографа ещё более очевидными.

7.4 Рекомендовать флюорограф цифровой малодозовый с автоматическим режимом съемки ФЦМБарс - «РЕНЕКС» для серийного производства и применения в здравоохранении.

Зав. рентгеновским отделением городской поликлиники № 60 (г. Москва)

Заведующий организационно - методиче< отдела НПЦ медицинской радиологии

1. Авторское свидетельство СССР № 1018623. Рентгенодиагностический аппарат. Черний А.Н., Приймак А.А.,1. Чикирдин Э.Г., 1982

2. Анисович К.М. "Флюоресцентный рентгеноспектральный анализ" Машиностроение., М., 1992. с. 109-162. в Гл. 11.

3. Рентгенотехника. Справочник. 2ое издание под редакцией В.В.Клюева. Том 2. Машиностроение., М., 1992. с. 109-162.

4. Белова И.Б., Китаев B.M. Малодозовая цифровая рентгенография,- Орел.: Медбиоэкстрем, 2001.

5. Блинов Н.Н. Теория и разработка рентгенодиагностических аппаратов с управлением по параметрам изображения. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М. 1981.

6. Блинов Н.Н.(мл.), Владова Е.П.Х1 Европейский конгресс радиологов ECR-99// Медицинская техника,- 1999,- № 5. с.44 46.

7. Блинов Н.Н., Варшавский Ю.В., Зеликман М.И. Основные задачи развития отечественногорентгеноаппаратостроения // Вопросы онкологии.-1997,- T.43.- № 5.- С. 550 552. 4

8. Блинов Н.Н., Варшавский Ю.В., Зеликман М.И. Цифровые преобразователи изображения для медицинскойрадиологии // Компьютерные технологии в медицине,- 1997,- № 3.- С. 19-23.

9. Блинов Н.Н., Зеликман М.И. Рентгенодиагностическая аппаратура послегода: максимум информативности приминимуме дозовых нагрузок // Медицинская радиология и радиационная безопасность.- 1999.- № I.- С.6 8.

10. Блинов Н.Н., Мазуров А.И. Современная роль рентгеновской техники в медицинской интроскопии // Медицинскаятехника,- 1998.- № 6,- С.З 5.

11. Варшавский Ю.В. Организационные проблемы российской рентгенологии // Медицинская визуализация,- 1995.

12. Октябрь Декабрь,- С. 41 - 45.

13. Варшавский Ю.В. Состояние и перспективы развития службы лучевой диагностики // Медицинская радиология ирадиационная безопасность 1997.- № 6,- С. 5 14.

14. Варшавский Ю.В., Жуковский В.Д., Натензон МЛ., Тарнопольский В.И. Что такое цифровая лучевая диагностика ичто она дает специалистам и администраторам? II Медицинская визуализация,- 1996,- № 3.- С. 40 47.

15. Васильев В.Н., Лебедев Л.А., Сидорин В.П., Ставицкий P.B. Спектры излучения рентгеновских установок.

16. Справочник. Энергоатомиздат., M., 1990.

17. Владимиров Л.В. Исследование и разработка рентгеновских экспонометров с заданным спектральнымраспределением чувствительности. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н.,М.,1977.

18. Владимиров Л.В. Физические принципы рентгеновской экспонометрии. // Мед. Радиология. 1975. - №2. - с. 60 - 64.

19. Выявление туберкулеза легких и другой легочной патологии на цифровом флюорографе "Ренекс Флюоро".

20. Щетинин В.В., Есин Е.В., Черний А.Н., Кучеров А.Л., Багаева Н.Г., Ильичева Е.Ю., Лохман О.В., Мишкинис А.Б. Методические рекомендации.- M., 2001.: Медбиоэкстрем,- 24 с.

21. Дмоховский В.В. Основы рентгенотехники., M., Медгиз, 1961. . 3

22. Егер Р. Дозиметрия и защита от излучений. Перевод с немецкого под редакцией Исаева Б.М. Госатомиздат., М.,1961.

23. Жутяев С.Г., Смелик Г.И., Мишкинис Б.Я., Мишкинис А.Б., Чикирдин Э.Г. Спектральное распределение тормозногоизлучения в рентгеновских трубках с вольфрамовым анодом.//Мед.техника-2001-№4-с.З-5.

24. Зеликман М.И., Садиков П.В. Анализ возможностей применения цифровых систем ПроСкан-2000 и АПЦФ-01 дляскрининговых и диагностических исследований органов грудной клетки // Медицина.-2004.-№ 1 (4).- С.58-60.

25. Кантер Б.М. Исследование и разработка методов и средств рентгеновской цифровой медицинской диагностики:

26. Автореф. дис. доктора техн. наук / МНПО "Спектр". M., 2000.- 50 С.

27. Кантер Б.М. Методы и средства малодозовой цифровой флюорографии // Медицинская техника.- № 5, 1999.- С. 1013.

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

29. Кучеров А.Л., Ильичева Е.Ю. Новые подходы к активному выявлению больных туберкулезом II Русскиймедицинский журнал,- 2000,- T.8.- № 12 С. 492 - 494.

30. Маркварде М.М., Тихомиров Т.Ф. Формирование национальной программы по обновлению и модернизациилучевой диагностики в Республике Беларусь // Материалы международной конференции лучевых диагностов,-Минск, 1997.-С. 3-35.

31. Мишкинис А.Б, Черний А.Н. Фантом для рентгенографии. Патент РФ на изобретение № 2190353 от 10 октября 2002г.

32. Мишкинис А.Б., Смелик Г.И., Чикирдин Э.Г. Аппарат для цифровой флюорографии «Ренекс-Флюоро» //

33. Мед.техника.-1998.-№6.-С. 14-16.

34. Мишкинис А.Б., Черний А.Н. Тест-объект. Патент РФ на изобретение № 2181984 . Бюллетень . 2002, № 13.

35. Мишкинис А.Б.,Черний А.Н. Координатная рамка для рентгенотопометрии. Патент РФ на изобретение № 2183941от 16.02.2001,-Бюллетень 2002,-№ 18.

36. Мишкинис А.Б., Ильичева Е.Ю., Черний А.Б. Эталон для определения контрастных характеристикрентгенодиагностических аппаратов. Патент РФ на изобретене № 2210317 от 20.0803.2003. -Бюллеьень2003. №23

37. Н.Н.Блинов, Л.В.Владимиров, А.Н.Кронгауз. Рентгеновская экспонометрия. М., Атомиздат, 1979. - 128

38. Неотложные меры по борьбе с туберкулезом в России на 1998 2004 годы. Федеральная целевая программа //

39. Постановление Правительства РФ от 5.11.97 г. № 1387 "О мерах по стабилизации и развитию здравоохранения и медицинской науки в Российской Федерации".

40. Нудельман С., Рерих X., Кэпп М.П. Электронно-оптическая цифровая рентгенография. Часть III. Устройстваформирования изображения и принципы проектирования систем // ТИИЭР.- 1982,- T.70.- № 7.- С. 33 48.

41. Нудельман С., Фишер Х.Д., Фрост М.М. и др. Электронно-оптическая цифровая рентгенография. Часть 1. Отделениеэлектронно-оптической цифровой рентгенологии // ТИИЭР.- 1982,- T.70.- № 7.- С. 14 24.

42. Нудельман С., Хили Дж., Фрост М.М., Кэпп М.П. Электронно-оптическая цифровая рентгенография Часть И.

43. Сравнительный экономический анализ системы электронно-оптической цифровой рентгенографии и системы с регистрацией на пленку // ТИИЭР,- 1982,- T.70.- № 7.- С.25 32.

44. Основы рентгенодиагностической техники / под ред. Блинова H.H.- М.: Медицина, 2002.

45. Основы рентгенодиагностической техники. Учебное пособие. Под редакцией Н.Н. Блинова., М. Медицина. 2002.

46. Патент РФ № 2217055. Цифровой сканирующий рентгенодиагностический аппарат,- Щетинин В.В., Черний А.Н.,2002.

47. Патент РФ № 2218088.- Цифровой рентгенодиагностический аппарат Щетинин B.B., Черний A.H., 2002.

48. Рентгеновские диагностические аппараты. В 2-х т. Т. 1 / Под ред. Н.Н.Блинова, Б.И.Леонова.- М.: ВНИИМТ, НПО1. Экран», 2001.-220 С.

49. Рентгеновские диагностические аппараты. В 2-х т. Т. 2 / Под ред. Н.Н.Блинова, Б.ИЛеонова,- М.: ВНИИМТ, НПО1. Экран», 2001. 208 С.

50. Рентгеновские лучи. Переводе немецкого. Под ред. М.А.Блохина. "Иностранная лит.".,М., 1960.

51. Рентгенодиагностические аппараты. Сб. под ред. Блинова Н.Н.,М., "Медицина", 1976.

52. Рентгенотехника. Справочник / под ред. В.В.Клюева. М. 1992. Кн. 1. Гл. 8.

53. Рентгенотехника. Справочник. 2ое издание под редакцией В.В.Клюева. Том 1. Машиностроение., М., 1992.

54. Рентгенотехника: Справочник. В 2-х кн. Кн.1 / Под общ. ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. И доп.- М.:

55. Машиностроение, 1992,- 480 с.

56. Соколов В.М. Выбор оптимальных физико-технических условий рентгенографии,-Ленинград: Медицина, 1979.- 2721. С.

57. Ставицкий Р.В. Лебедев Л.А. Селиверстов Л.А. и др. Оценка эффективной дозы облучения пациентов прирентгенологических исследованиях. Меди цинская радиология и радиационная безопасность.- 1998.- № 6,- С. 64-71.

58. Ставицкий Р.В. Медицинская рентгенология. Технические аспекты, клинические материалы и радиационнаябезопасность. М. 2003.

59. Ставицкий Р.В., Павлова М.К., Лебедев Л.А., Кальницкий С.А. Дозовые нагрузки на детей при рентгенологическихисследованиях.- М.: Кабур, 1993,- 164 С.

60. Ставицкий Р.В., Ермаков И.А., Лебедев Л.А. и др. Эквивалентные дозы в органах и тканях человека прирентгенологических исследованиях: Справочник.- М.: Энергоатомиздат, 1989.- 174 С.

61. Сторм Э., Исраэль X. Справочник. Сечения взаимодействия гамма-излучения. Атомиздат. М., 1973.

62. Физика визуализации изображений в медицине,- Под ред. Уэбба С. Т.1.- М.: Мир, 1991.

63. Черний А.Н. Рентгенотопография,- М.: Недра, 1981.- 161 с.

64. Черний А.Н., Шилова М.В., Китаев В.М., Белова И.Б., Казенный Б.Я. Применение малодозовой цифровойрентгенографической установки МЦРУ «Сибирь-Н» во фтизиатрии // Проблемы туберкулеза.- 2001.- № 6.- С. 50-55.

65. Чикирдин Э.Г. Рентгеновские флюорографические аппараты М.: Медицина, 1970,- 44 С.

66. Чикирдин Э.Г., Мишкинис А.Б. Техническая энциклопедия рентгенолога,- М.: МНПИ, 1996,- 473 С.

67. Эксплуатация и ремонт рентгенодиагностических аппаратов. Под ред. Н.Н.Блинова. М., Медицина, 1985.

68. Babichev Е.А., Ваги S.E. et al. Photon counting and integrating analog gaseous detectors for digital scanning radiography //

69. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research/- 1998.- A 419.- P. 290 294.

70. Birch R., Marshall M., Ardran G. Catalogue of spectral date for diagnostic X-rays. London HPA, Revt № 30., 1979.

71. Busch H.P. Digitale Projektions radiographic // Der Radiologe/- 1999.- № 8,- Р/ 710 - 724. 7

72. Diagnostic imaging and radiation.- Каталог фирмы "JNOVISION 2000.

73. Freiherr G. Debate grows over which technology will capture the imagination of buyers and how big the market will be //

74. Diagnostic Imaging: Supplement.- 2000.- October.- P. 2 5.

75. Gudmund Svahn. Diagnostic X-ray spectra. Coden: Lunfd 6 (NFRA-1004/ 1-120). 1977. 119p.

76. Neitzel U. Selenium: a new image detector for digital chest radiography // Medica Mundi.- 1993,- V. 38,- № 2.- P. 89-93.

77. Reiff K.J. Flat panel detectors closing the (digital) gap in chest and skeletal radiology // European Journal of Radiology/1999,-V. 31.-№2.- P. 125-131.

78. Schaefer-Prokop C.M., Prokop M. Storage phosphor radiography // European Radiology: Supplement 3 to V. 7.- 1997.- P.58.65.

79. Seelentag W., Panzer W., Drexler G. A catalogue of spectra used for the calibration of dosemeters. GSF Report S-560. 1979.

80. Sharma A. Micropattem detectors promise a big future // CERN Courier.- 2001.- V.41.- № 2.- Article 13.

81. Smith R. A True Pioneer // Decisions in Imaging Economics: Supplement.- 1999/- November December.- P. 9 - 10.

82. Strotzer M., Volk M., Feuerbach S. Experimental Examinations and Initial Clinical Experience with a Flat-Panel Derector in

83. Radiography //Electromedica.- 1998.- V.26.-№7.- P. 1312-1319.

84. Spie press "Handbook of Medical Imaging" 2000