Научная статья на тему 'Микрофокусная рентгенография в медицине: физико-технические особенности и современные средства рентгенодиагностики'

Микрофокусная рентгенография в медицине: физико-технические особенности и современные средства рентгенодиагностики Текст научной статьи по специальности «Электроника. Радиотехника»

CC BY
240
145
Поделиться
Журнал
Биотехносфера
ВАК
Ключевые слова
МИКРОФОКУСНАЯ РЕНТГЕНОГРАФИЯ / MICROFOCUS RADIOGRAPHY / ФОКУСНОЕ ПЯТНО / FOCAL SPOT / РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ / RESOLUTION / ЭКСПОЗИЦИОННАЯ ДОЗА / EXPOSURE DOSE

Аннотация научной статьи по электронике и радиотехнике, автор научной работы — Потрахов Николай Николаевич, Грязнов Артем Юрьевич, Жамова Карина Константиновна, Бессонов Виктор Борисович, Ободовский Анатолий Владимирович, Староверов Николай Евгеньевич, Холопова Екатерина Дмитриевна

Рассмотрены физико-технические основы микрофокусной рентгенографии. Проанализированы особенности формирования рентгеновского изображения источниками излучения с размером фокусного пятна менее 0,1 мм и предложены методики их количественной оценки. Представлены результаты использования разработанных цифровых микрофокусных рентгенодиагностических комплексов. Описаны их конструкции и характеристики.

Похожие темы научных работ по электронике и радиотехнике , автор научной работы — Потрахов Николай Николаевич, Грязнов Артем Юрьевич, Жамова Карина Константиновна, Бессонов Виктор Борисович, Ободовский Анатолий Владимирович, Староверов Николай Евгеньевич, Холопова Екатерина Дмитриевна,

Microfocus X-ray diagnostics in medicine: physical and technical features and modern device

The article describes the physical and technical basics of microfocus X-ray diagnostics. The features of the X-ray imaging using the radiation source with a focal spot size less than 0,1 mm are analyzed and a methodology for the quantitative assessment of these features is proposed. Results of using the de-veloped digital microfocus X-ray diagnostic complexes are presented. Their design and characteristics are described

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Текст научной работы на тему «Микрофокусная рентгенография в медицине: физико-технические особенности и современные средства рентгенодиагностики»

Клиническая медицина

УДК 616-073.756

Н. Н. Потрахов, А. Ю. Грязнов, К. К. Жамова, В. Б. Бессонов, А. В. Ободовский, Н. Е. Староверов, Е. Д. Холопова

Микрофокусная рентгенография в медицине:

физико-технические особенности и современные средства рентгенодиагностики

Ключевые слова: микрофокусная рентгенография, фокусное пятно, разрешающая способность, экспозиционная доза. Keywords: microfocus radiography, focal spot, resolution, exposure dose.

Рассмотрены физико-технические основы микрофокусной рентгенографии. Проанализированы особенности формирования рентгеновского изображения источниками излучения с размером фокусного пятна менее 0,1 мм и предложены методики их количественной оценки. Представлены результаты использования разработанных цифровых микрофокусных рент-генодиагностических комплексов. Описаны их конструкции и характеристики.

Введение

В настоящее время при просвечивании объектов медицинской диагностики применяются два способа получения рентгеновских изображений: контактная рентгеновская съемка и рентгеновская съемка с увеличением изображения. Эти способы существенно различаются между собой по геометрическим схемам съемки, используемым техническим средствам, качеству и информативности получаемых изображений, а также, что особенно важно, по дозам излучения.

1. Физико-технические особенности микрофокусной рентгенографии

1.1. Контактная рентгеновская съемка

При контактной съемке (рис. 1, а) используется источник рентгеновского излучения 1 с протяженным фокусным пятном <11. Объект съемки 2 располагается на большом расстоянии f от источника излучения и вплотную к приемнику изображения 3. Размер фокусного пятна составляет

от нескольких десятых долей миллиметра до нескольких миллиметров. Подобное расположение «участников» рентгеновской съемки характерно для стандартной рентгенографии [1].

Из приведенной схемы видно, что в условиях стандартной рентгенографии размер фокусного пятна < 1, а также расстояние между источником излучения и объектом съемки f существенно влияют на качество съемки — геометрическую составляющую нерезкости Нг получаемого изображения. Расстояние f (фокусное расстояние) выбирают исходя из требований к резкости снимков и с учетом конкретных размеров фокусного пятна источника излучения <1, толщины объекта. Удаление приемника изображения от объекта съемки (даже незначительное) существенно ухудшает качество снимка вследствие увеличения нерезкости Нг.

Очевидно, что для уменьшения геометрической составляющей нерезкости изображения при использовании источника излучения с протяженным фокусным пятном необходимо:

1) обеспечить минимально возможное расстояние между объектом съемки и приемником изображения;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

а)

б)

ИТ

Рис. 1

Рентгенооптическая схема съемки протяженным фокусным пятном: а — контактная съемка; б — съемка с увеличением изображения

1

51

Клиническая медицина

2) увеличить (в разумных пределах) расстояние между объектом съемки и источником излучения.

Кроме того, для исключения динамической составляющей нерезкости изображения необходимо обеспечить взаимную неподвижность источника излучения, объекта съемки и приемника изображения.

1.2. Рентгеновская съемка

с увеличением изображения

При съемке с увеличением изображения (рис. 2) для получения резких снимков используется источник излучения с фокусным пятном микронных размеров ¿2, так называемый точечный источник 1. Объект съемки 2 в зависимости от требуемого увеличения изображения может располагаться на определенном расстоянии как от источника излучения, так и от приемника изображения 3. Однако независимо от того, в каком положении находится объект съемки в пространстве между фокусным пятном источника и плоскостью приемника, резкость получаемого изображения будет сохраняться [2].

Отношение расстояний f и /1 определяет коэффициент увеличения рентгеновского изображения объекта съемки т по сравнению с его истинными размерами:

т = /±/ = 1 + / , /. /1 /1 /1

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(1)

Поскольку при реализации описанного способа в медицинской практике используются источники излучения с фокусным пятном размером от нескольких десятков микрометров, для его определения используется термин «микрофокусная съемка». Соответственно рентгенография в перечисленных условиях называется микрофокусной рентгенографией.

Принципиальное отличие методики микрофокусной рентгенографии от методики стандартной рентгенографии при съемке биологических объектов определяется эффектами, возникающими при формировании рентгеновского изображения объекта съемки [3]. Основными из них являются:

• эффект увеличения контраста (эффект «воздушной подушки»);

• эффект малой экспозиционной дозы;

а)

б)

Н

Риг. 2

Рентгенооптическая схема съемки точечным фокусным пятном: а — контактный способ; б — способ съемки с увеличением изображения

• эффект псевдообъемного изображения;

• эффект фазового контраста;

• эффект малой потребляемой мощности.

1.3. Эффект увеличения глубины резкости

в микрофокусной рентгенографии

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

С практической точки зрения наиболее важное значение в медицинской диагностике имеет эффект увеличения глубины резкости. Для демонстрации преимуществ микрофокусной рентгенографии по сравнению со стандартной рентгенографией был использован тест-объект (скелетированная голова кошки), содержащий детали строения размером от нескольких десятков микрометров (рис. 3).

Рис. 3 | Скелетированная голова кошки а)

б)

ш ■«

в)

г)

Рис. 4

Рентгеновские снимки тест-объекта, полученные на аппарате с протяженным фокусным пятном (< « 1 мм): а — без увеличения изображения; б—г — с увеличением изображения т, равным 2, 4, 8 раз

я

Клиническая медицина

а)

б)

а)

б)

в)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

г)

Рис. 5 Рентгеновские снимки тест-объекта, полученные на аппарате с точечным фокусным пятном (й < 0,1 мм): а — без увеличения изображения; б—г — с увеличением изображения т, равным 2, 4, 8 раз

На рис. 4 представлены рентгеновские снимки тест-объекта, полученные по методике стандартной рентгенографии на аппарате с протяженным фокусным пятном (й ~ 1 мм) без увеличения изображения контактно (рис. 4, а) и с увеличением изображения т, равным 2, 4, 8 раз (рис. 4, б—г). Хорошо заметно, что с ростом коэффициента увеличения изображения информативность получаемых снимков вследствие возникающей нерезкости изображения существенно уменьшается по сравнению с контактным снимком.

На рис. 5 представлены рентгеновские снимки того же тест-объекта, полученные по методике микрофокусной рентгенографии на аппарате с точечным фокусным пятном (й < 0,1 мм) без увеличения изображения (рис. 5, а) и с увеличением изображения т, равным 2, 4, 8 раз (рис. 5, б—г). Хорошо заметно, что на микрофокусных снимках с увеличением изображения не только сохраняется резкость, но и обнаруживаются новые детали строения объекта, ранее не различимые на контактном микрофокусном снимке.

Этот эффект весьма значим в современной медицинской практике, поскольку позволяет выявить мелкие детали строения исследуемых органов благодаря замене в общей рентгенологии «пленочных» рентгеновских аппаратов цифровыми.

' #

ф' ) Л*

Рис. 6 \ Снимки тест-объекта

Как известно, разрешающая способность Я аналоговых рентгеновских аппаратов, в которых для визуализации рентгеновского изображения используются комплекты «усиливающий экран — рентгеновская пленка», в общей рентгенологии составляет 10 пар лин./мм. Разрешающая способность цифровых рентгенографических систем Яп, в состав которых входит источник излучения с протяженным фокусным пятном, ограничивается разрешающей способностью приемника изображения. У подавляющего большинства современных цифровых приемников для общей рентгенологии она не превышает 3,5 пар лин./мм [4].

На рис. 6 приведены контактные снимки тест-объекта, полученные аппаратом с протяженным фокусным пятном на приемник с разрешением 5 пар лин./мм (рис. 6, а) и 2,5 пар лин./мм (рис. 6, б).

Естественно, что визуально оцениваемое качество снимка, полученного на приемник с большим разрешением, выше.

На рис. 7 представлены снимки того же тест-объекта, полученные аппаратом с точечным фокус-

т = 1

т = 2

т = 4

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

т = 8

Рис. 7

Снимки тест-объекта (контактный т = 1) и с увеличением изображения (т = 2, 4, 8), полученные на аппарате с точечным фокусным пятном на приемник с разрешением 2,5 пар лин/мм

Таблица 1 Зависимость разрешающей способности рентгенографической системы от диаметра фокусного пятна (разрешающая способность приемника изображения Яп = 3,5 пар лин./мм)

<, мм т0 п пшах' пар лин./мм

1 1,08 3,64

0,8 1,13 3,72

0,5 1,33 4,04

0,2 3,04 6,10

0,1 9,33 10,69

ным пятном на приемник с разрешением 2,5 пар лин./мм контактно и при увеличении т = 2, 4 и 8 раз. Снимок, полученный при двукратном увеличении на приемник низкого разрешения, уже не уступает контактному снимку, полученному на приемник высокого разрешения, а при четырех- и тем более восьмикратном увеличении принципиально превышает по качеству контактный снимок.

Результаты расчетов максимального значения разрешающей способности рентгенографической системы в зависимости от размеров фокусного пятна рентгеновской трубки при разрешении приемника изображения Яп = 3,5 пар лин./мм представлены в табл. 1 [5].

Таким образом, на рентгеновском аппарате с фокусным пятном < = 0,1 мм и приемнике изображения с Яп = 3,5 пар лин./мм при съемке с увеличением изображения можно получить почти в 3 раза большую разрешающую способность по сравнению с контактной съемкой на аппарате с фокусным пятном < = 1 мм.

Таким образом, одно из решений указанной выше проблемы при рентгенологических обследованиях на цифровых аппаратах заключается во включении в их состав микрофокусных источников излучения для выполнения прицельных снимков. Теоретически для заданных значений диаметра фокусного пятна рентгеновской трубки < и разрешающей способности приемника Яп существует оптимальное увеличение изображения т0, при котором обеспечивается максимальная разрешающая способность рентгенографической системы Ятах в составе источника рентгеновского излучения и приемника рентгеновского изображения.

2. Современные средства микрофокусной рентгенодиагностики

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Современная микрофокусная рентгенографическая система включает:

• микрофокусный источник рентгеновского излучения;

• цифровой приемник рентгеновского изображения;

• штативное устройство.

Неотъемлемой частью такой системы является специализированное программное обеспечение для получения и обработки рентгеновских изображений.

2.1. Источники излучения

В подавляющем большинстве отечественных микрофокусных источников рентгеновского излучения используются трехэлектродные рентгеновские трубки серии БС с полым анодом 1 (рис. 8), вынесенным из внутреннего объема вакуумного баллона трубки, и мишенью прострельного. Трубка размещена в едином корпусе — моноблоке с генераторным устройством. Анод трубки электрически соединен с корпусом моноблока и заземлен. В общем случае в состав генераторного устройства входят высоковольтный источник питания анода, источник питания накала катода и сеточный источник, а также микропроцессор для выбора и установки режимов работы трубки: напряжения, тока, времени включения высокого напряжения (времени экспозиции).

Для достижения малых габаритных размеров, массы и высокого КПД при конструировании источников питания анода трубки применяются современные принципы построения высоковольтных схем: выпрямление сетевого напряжения, преобразование выпрямленного напряжения на частоте от нескольких десятков до нескольких сот килогерц, ключевой режим работы преобразователя выпрямленного напряжения, широтно-импульсная или частотно-импульсная модуляции выпрямлен-

Рис. 8

Внешний вид микрофокусной рентгеновской трубки (а) и моноблока микрофокусного источника рентгеновского излучения РАП-70М (б): 1 — полый вынесенный анод с мишенью прострельного типа; 2 — вакуумный баллон

ного напряжения, многокаскадное умножение модулированного напряжения и т. д.

Для обеспечения электрической прочности внутреннего объема моноблока обычно используются твердотельные компаунды (реже — трансформаторное масло).

В качестве примера на рис. 8 показан внешний вид рентгеновской трубки БС-11 и моноблока микрофокусного источника излучения РАП-70М на напряжение 70 кВ и мощность в повторно-кратковременном режиме работы 10 Вт [6].

2.2. Приемники изображения

В качестве приемников рентгеновского изображения обычно используются системы визуализации следующих типов [7]:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• на основе экранов с фотостимулируемым люминофором (ФСЛ-экран);

• на основе рентгеночувствительных ПЗС-мат-риц;

• на основе схемы «экран—оптика—ПЗС»;

• на основе электронных панелей прямого и непрямого преобразований квантов рентгеновского излучения в электрический сигнал.

Выбор типа приемника изображения определяется назначением и областью применения микрофокусной рентгенографической системы. Так, приемники изображения последних двух типов могут применяться не только для рентгенографии, но и для рентгеноскопии со скоростью съемки до 30 кадров в секунду. Эта особенность конструкции позволяет использовать их при построении рентгеновских компьютерных томографов различного назначения.

Рентгенография (рентгеновское просвечивание) — это получение теневого (плоского) рентгеновского изображения объекта, представляющего собой сумму теней (проекций) от всех деталей строения объекта, наложенных друг на друга в плоскости приемника изображения. Теневое рентгеновское изображение объекта содержит информацию о суммарной плотности тканей по толщине объекта в каждой условной точке на площади его тени. Размеры условной точки (пикселя) или дискретность изображения в рентгенографии в общем случае определяются разрешающей способностью приемника изображения.

Рентгеноскопия — получение теневых рентгеновских изображений объекта в реальном масштабе времени.

Рентгеновская томография — получение теневого рентгеновского изображения тонкого слоя объекта в произвольном его сечении, свободного от теней деталей строения объекта, не принадлежащих этому слою.

Для реализации рентгеновской томографии в отличие от рентгенографии необходимо получить информацию о плотности ткани каждой условной точ-

ки в объеме объекта. С этой целью последовательно выполняются снимки объекта с разных сторон, т. е. производится многоракурсная (многопроекционная) съемка. При этом каждая условная точка объекта будет многократно (по числу проекций) просвечиваться. Последующая математическая обработка получаемых изображений позволяет получить информацию о распределении плотности ткани внутри объекта.

В общем случае количество получаемых проекций (снимков) определяет точность получения информации и соответственно точность последующего построения изображения конкретного слоя в сечении объекта. Размеры условной точки объемного изображения (вокселя) или толщина слоя в рентгеновской томографии (дискретность изображения), как и в рентгенографии, определяются разрешающей способностью приемника изображения.

Отмеченное ограничение разрешающей способности рентгенографической системы разрешающей способностью приемника изображения в стандартной рентгенографии может быть устранено использованием микрофокусных (точечных) источников рентгеновского излучения. Реализуемый в этом случае способ съемки с увеличением изображения, как уже было показано, позволяет в несколько раз повысить разрешающую способность рентгенографической системы по сравнению с разрешающей способностью используемого в этой системе приемника изображения.

Среди известных технологий компьютерной томографии в медицинской диагностике наиболее распространена спиральная томография. В последние годы к ней прибавилась томография широко-расходящимся пучком рентгеновского излучения (ШРП-томография, в зарубежной литературе — cone beam tomography) [8]. Кроме того, в связи с совершенствованием технических средств и программного обеспечения следует ожидать возобновления интереса со стороны медиков к технологии линейной томографии (томосинтезу) [9].

2.3. Штативные устройства

Проекционный принцип получения рентгеновского изображения обусловливает необходимость оптимального позиционирования источника излучения, приемника изображения и объекта съемки относительно друг друга. Позиционирование перечисленных «участников» процесса определяется методикой проведения исследований и осуществляется с помощью штативных устройств, обеспечивающих необходимое перемещение источника, приемника и объекта при подготовке съемки или в ее процессе.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

В зависимости от назначения различают штатив-ные устройства для общей диагностики, томографических, ангиографических, урологических, маммографических, стоматологических и прочих иссле-

а)

б)

Рис. 9

Прицельная съемка портативным дентальным аппаратом

довании, а также для передвижных рентгеновских аппаратов. Совершенствование и появление новых методик рентгенологических обследовании приводят к модернизации существующих и разработке новых конструкции штативных устроИств. Однако возможность получения высококачественных рентгеновских изображении при микрофокусной рентгенографии позволила создать новый класс технических средств медицинской диагностики — портативные рентгеновские аппараты и цифровые рентгенодиагностические комплексы на их основе. Конструкция портативного аппарата позволяет проводить рентгенодиагностические исследования без использования штативного устройства (рис. 9). Рентгенлаборант выполняет съемку, удерживая аппарат в руках. В большинстве случаев торец тубуса аппарата упирается в диагностируемую область, тем самым исключается возможность возникновения динамической нерезкости изображения.

3. Современные цифровые микрофокусные рентгенодиагностические комплексы

3.1. Портативный рентгеновский аппарат для стоматологии и челюстно-лицевой хирургии «ПАРДУС-Р»

Аппарат «ПАРДУС-Р» [10] предназначен для диагностических исследований в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии — как в стационарных, так и в нестационарных условиях. Он позво-

Рис. 10 Современные портативные дентальные

рентгеновские аппараты: а — микрофокусный рентгеновский аппарат «ПАРДУС-Р»; б — аппарат с протяженным фокусным пятном РОВТ-ХП

ляет получать прицельные снимки отдельных зубов и участков челюсти. Рентгеновское изображение регистрируется различными цифровыми устройствами визуализации. Изображение выводится на экран монитора персонального компьютера. Возможна также работа с высокочувствительной рентгеновской пленкой.

Практический интерес вызывает сравнительная оценка диагностических возможностей аппарата «ПАРДУС-Р» с возможностями аппаратов для стандартной рентгенографии.

Для оценки диагностических возможностей конкретной методики рентгенографии введено понятие «просвечивающая способность», которая характеризуется мощностью источника рентгеновского излучения, используемого для реализации этой методики в какой-либо области медицины [11]. Сравнить просвечивающие способности микрофокусной и стандартной методик рентгенографии в различных областях медицины позволяет отношение п мощностей Р1 и Р2, подводимых к мишени рентгеновской трубки в соответствующих аппаратах для съемки одного и того же объекта по этим методикам в соответствующих аппаратах при условии получения необходимого качества изображения:

П = Р1/Р2.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

При оценке просвечивающих способностей микрофокусной и стандартной методик рентгенографии в стоматологии исследовались наш аппарат «ПАРДУС-Р» и корейский аппарат с протяженным фокусным пятном РОКТ-Х11, оба — в портативном исполнении (рис. 10).

Таблица 2 | Физико-технические параметры дентальной съемки портативными аппаратами

Параметр «ПАРДУС-Р» РОИТ-ХИ

Напряжение, кВ 55-65 60

Ток, мА 0,15 2,0

Мощность на мишени во время снимка, Вт 10 120

Максимальное время экспозиции, с 0,45 0,50

Максимальная экспозиция снимка, мАс 0,045 1,0

Кожно-фокусное расстояние, мм 50 200

Оценка проводилась путем анализа физико-технических параметров дентальной съемки в неспециализированных условиях для микрофокусной и стандартной рентгенографий на портативных аппаратах.

Сравнение типовых параметров дентальной съемки по указанным методикам (табл. 2) показывает, что:

• максимальная экспозиция одного снимка на микрофокусном аппарате составляет 0,045 мАс (это рекордно низкое значение по сравнению с любым известным дентальным аппаратом);

• просвечивающая способность методики микрофокусной рентгенографии в стоматологии, характеризуемая отношением мощностей аппарата с протяженным фокусным пятном при контактной съемке (Рк = 120 Вт) и аппарата с точечным фокусным пятном при микрофокусной съемке (Рм = 10 Вт)

П = Рк/Рм = 12,

на порядок выше просвечивающей способности стандартной рентгенографии.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

3.2. Рентгеновский аппарат для

травматологии «ПАРДУС-Травма»

Передвижной аппарат «ПАРДУС-Травма» предназначен для рентгенодиагностики в полевых и бытовых условиях, а также для оснащения машин «Скорой помощи». Он позволяет получать снимки

а)

б)

практически всех частей и органов тела прямо на месте происшествия или в домашних условиях для постановки диагноза или контроля хода лечебного процесса.

Преимуществами рентгенодиагностического аппарата «ПАРДУС-Травма» являются:

• возможность автономной работы от встроенного аккумулятора;

• принципиально сниженная радиационная нагрузка на персонал и пациента (по сравнению с зарубежными аналогами).

При оценке просвечивающей способности методики микрофокусной рентгенографии в травматологии последовательно выполнялись снимки дистальных отделов конечностей микрофокусным и стандартным (контактным) способами съемки. Было обследовано более 70 больных с различными травмами и заболеваниями костей и суставов. Выполнялись преимущественно снимки различных отделов нижних конечностей — стоп, голеней, коленных суставов [12].

В качестве источника излучения при микрофокусной съемке использовался аппарат семейства «ПАРДУС» (рис. 11), а при контактной съемке по методике стандартной рентгенографии — аппарат «Диагност-56». В качестве приемника рентгеновского изображения в обоих случаях использовалась система визуализации AGFA CR-85.

На рис. 12 представлены снимки плюсны, полученные по методикам микрофокусной и стандарт-

Рис. 11 Цифровой рентгенодиагностический комплекс

«ПАРДУС-Травма» (а) и укладка при выполнении микрофокусной рентгеновской съемки голеностопа (б)

Рис. 12 Рентгеновские снимки плюсны:

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

а — микрофокусная рентгенография; б — стандартная рентгенография

Таблица з | Физико-технические параметры съемки конечностей

Параметр «Диагност-56» «ПАРДУС-Травма»

Напряжение, кВ 44 80-125

Ток, мА 40 0,15

Мощность на мишени во время снимка, Вт 1760 20

Максимальное время экспозиции, с 0,625 1-1,5

Экспозиция снимка, мАс 25 0,225

Кожно-фокусное расстояние, мм 1000 200-250

а)

б)

Рис. 13 Рентгеновские снимки колена, микрофокусная рентгенография

ной рентгенографий. Физико-технические параметры съемки представлены в табл. 3.

В ходе исследований просвечивающих возможностей различных методик было проведено сравнение физико-технических параметров съемки конечностей микрофокусным способом с типовыми физико-техническими параметрами съемки конечностей контактным способом стандартной рентгенографии (табл. 3).

Сравнение параметров съемки при рентгенодиагностике конечностей в эксперименте показало, что в клинической практике травматологии микрофокусный аппарат мощностью 20 Вт обладает такой же просвечивающей способностью, что и аппарат мощностью 1760 Вт в стандартной рентгенографии при контактной съемке.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Соотношение мощностей при сравнимом качестве снимков выглядит следующим образом:

П = Рк/Рм = 88.

В качестве примера микрофокусных рентгеновских изображений, полученных в травматологии, на рис. 13 представлены снимки колена (пациент — женщина 22 лет), полученные при следующих параметрах: напряжение — 65 кВ, ток — 0,15 мА, время экспозиции — 1 с, фокусное расстояние — 500 мм, приемник изображения — БЮОИА РСТ.

3.3. Рентгенодиагностический комплекс для ветеринарии «ПАРДУС-Зоо»

Портативный комплекс «ПАРДУС-Зоо» (рис. 14) разработан для оперативной рентгенодиагностики животных, в частности:

• для диагностики повреждений твердых тканей и их окружения, а также внутренних органов;

• выявления врожденных патологий опорно-двигательного аппарата и инородных предметов в ЖКТ.

Особенности рентгенодиагностического комплекса «ПАРДУС-Зоо»:

Рис. 14

Рентгенодиагностический комплекс «ПАРДУС-Зоо» для ветеринарии

Рис. 15 Рентгеновские

снимки

животных

• минимальная радиационная нагрузка на персонал и пациента;

• возможность автономной работы от встроенного аккумулятора;

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

• высокое качество рентгеновского изображения, которое обеспечивается фокусным пятном рентгеновской трубки менее 0,2 мм;

• использование цифровой системы визуализации рентгеновского изображения, которая устраняет технические и другие неудобства, связанные с получением снимка на рентгеновскую пленку.

Примеры получаемых с помощью комплекса «ПАРДУС-Зоо» рентгеновских изображений животных представлены на рис. 15.

Заключение

В результате технических, технологических и предклинических исследований были разработаны малогабаритные рентгеновские аппараты, которые

были с успехом использованы для реализации оригинальной отечественной методики рентгеновской съемки объектов медицинской диагностики — методики микрофокусной съемки.

Такая съемка осуществляется маломощным источником рентгеновского излучения с фокусным пятном микронных размеров при повышенном напряжении и уменьшенном фокусном расстоянии [13]. Полученные результаты существенно расширяют области применения микрофокусной рентгенографии в медицинской диагностике.

Кроме того, оснащение современных цифровых рентгенографических систем разработанными микрофокусными источниками излучения в целях получения резких увеличенных изображений интересующей области позволит повысить диагностические возможности этих систем по распознаванию мелких структур объекта исследования.

Литература

1. Кенет Л. Бонтрагер. Руководство по рентгенографии с рент-геноанатомическим атласом укладок / Под. ред. Л. Д. Лин-денбратена, В. В. Китаева, В. В. Уварова. 5-е изд. М.: Ин-телмедтехника, 2005. 848 с.

2. Потрахов Н. Н., Грязнов А. Ю. Микрофокусная рентгенография в медицинской диагностике. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2012. 104 с.

3. Мазуров А. И., Потрахов Н. Н. Микрофокусная рентгенография в медицине // Медицинская техника. 2011. № 5. С. 30-34.

4. Основы рентгенодиагностической техники: учеб. пособие / Под ред. Н. Н. Блинова. М.: Медицина, 2002. 392 с.

5. Мазуров А. И., Потрахов Н. Н. Возможности и ограничения микрофокусной рентгенографии в медицине // Биотехносфера. 2010. № 4. С. 20-24.

6. Малогабаритные источники рентгеновского излучения // Обзоры по электронике. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы / С. А. Иванов, Ю. К. Иоффе, С. В. Кириенко, Г. А. Щукин. М.: ЦНИИ «Электроника», 1987. Вып. 4 (1298). 55 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

7. Рентгеновские диагностические аппараты: в 2 т. Т. 1 / Под ред. Н. Н. Блинова, Б. И. Леонова. М.: ВНИИИМТ, НПО «Экран», 2001. С. 220.

8. Календер В. Компьютерная томография. М.: Техносфера, 2006. 344 с.

9. Вычислительные методы и алгоритмы малоракурсной компьютерной томографии / Н. М. Губарени. Киев: Наук. думка, 1997. 328 с.

10. Потрахов Е. Н. Портативные рентгенодиагностические комплексы семейства «ПАРДУС» // Вестн. Российской военно-медицинской академии. 2009. № 4 (28). С. 100101.

11. Потрахов Н. Н., Мазуров А. И., Васильев А. Ю. Микрофокусная рентгенография в медицинской диагностике // Про-менева дiагностика, променева терашя. 2011. Вып. 3-4. С. 124-128.

12. Малодозовая цифровая микрофокусная рентгенография: лабораторные и клинические исследования возможностей диагностики повреждения костной ткани / А. Ю. Васильев, Н. Н. Потрахов, Д. В. Бойчак [и др.] // Радиологический вестн. 2011. № 1. С. 13-16.

13. Потрахов Е. Н. Исследование и разработка портативных рентгеновских аппаратов для медицинской диагностики в нестационарных условиях : автореф. дис. ... канд. техн. наук. СПб., 2013. 19 с.

гг \

Уважаемые авторы!

Для полноценной работы со ссылками в Научной электронной библиотеке (НЭБ) просим вас предоставлять в статьях точные библиографические сведения об источниках цитирования.

Ссылки должны быть составлены по ГОСТ 7.0.5.-2008. Особое внимание просим уделять написанию названий издательств и журналов. Предпочтение отдается полной форме. В случае сокращенного написания, пожалуйста, сверяйтесь с принятой формой сокращения наименования данного журнала или издательства в НЭБ (если они зареги-стированы). В противном случае НЭБ не сможет индексировать ссылку. Ответственность за предоставляемую информацию несет автор.

Редакция журнала «Биотехносфера»

V Л