CC BY
33
УДК 616-073.75:681.32
Г. И. Бердяков, канд. техн. наук, Н. Н. Блинов, д-р техн. наук,
НПЦ медицинской радиологии, ФГБУ «ВНИИИМТ» Росздравнадзора, Москва
Новое поколение
радиационных киловольтметров
для рентгенодиагностических аппаратов
Ключевые слова: радиационные приборы, киловольтметр, контроль характеристик рентгеновских аппаратов. Key words: radiation kilovoltmeters, check-up electrical, radiation parameters of Х-ray equpments.
Приведено описание цифрового устройства контроля электрических и радиационных характеристик рентгеновских аппаратов (УКРЭХ). Рассмотрены его функциональные возможности.
Предыдущее десятилетие характеризуются созданием и внедрением в медицинскую практику нового поколения рентгенодиагностической аппаратуры — цифровых аппаратов для рентгенографии и рентгеноскопии.
Соответственно в последние годы в мировой практике медицинской рентгенотехники утвердилось новое поколение радиационных приборов для измерения выходных характеристик рентгеноди-агностических аппаратов (РДА). Их основная особенность — возможность подключения к измерительному прибору персонального компьютера (ПК) в целях вычисления, графической визуализации и хранения (табличного протоколирования) основных параметров РДА. Примерами таких приборов могут служить универсальный дозиметр рентгеновского излучения Unfors Xi (Unfors Instrumemts, Швеция), многофункциональных прибор для контроля эксплуатационных параметров РДА TNT 12000 (США).
В отечественной практике во многих организациях практически всех регионов РФ успешно эксплуатируется автономное Устройство контроля электрических и радиационных характеристик рентгеновских аппаратов УКРЭХ, разработанное в НПЦ медицинской радиологии [1—3].
Устройство УКРЭХ — единственный в РФ радиационный киловольтметр, включенный в Госреестр средств измерений.
Начиная с 2011 г. НПЦ медицинской радиологии поставляет потребителям устройство УКРЭХ в новом конструктивном исполнении с возможностью подключения к нему ПК (рис. 1).
Подключение ПК к УКРЭХ дает возможность визуализировать измеряемые УКРЭХ характеристики в графической форме (это, прежде всего, относится к анодному напряжению, а также выходным сигналам детекторов, пропорциональных мощности дозы излучения), реализовать различные алгоритмы обработки и вычисления измеряемых параметров, сохранять их для последующей регистрации и анализа.
В модифицированном варианте устройства УКРЭХ устанавливается новый микроконтроллер с расширенной до 32 Кб внешней оперативной памятью. В процессе измерения выборки усиленных сигналов двух выбранных детекторов параллельно с их обработкой (накоплением) записываются в эту внешнюю память. После окончания измерения по команде из ПК данные из внешней памяти УКРЭХ переписываются в ОЗУ ПК.
В качестве ПК могут быть использованы настольный ПК, ноутбук или нетбук с операционной системой Microsoft Windows XP, Vista или Win-dows-7, содержащей табличный процессор Excel и оболочку. NET Frame work.
Для связи с ПК используется либо соединительный кабель RS-232/RS-232 (COM-1) или пере-
Рис. 1 \ УКРЭХ в новом конструктивном исполнении
Лучевая диагностика, лучевая терапия
23
ходник RS-232/USB, либо специальный модуль, выполненный по технологии Bluetooth, подключаемый к УКРЭХ вместо кабеля RS-232.
Для работы с ПК, используя технологию дотнет (.NET), на языке С# была разработана программа, обеспечивающая связь УКРЭХ с ПК, вычисление, визуализацию и хранение измеренных характеристик с возможностью их экспорта в Excel.
Программа разработана в среде Visual Stutio 8 для оболочки .NET Framework, включаемого в ОС ПК.
ПК на основе полученных из УКРЭХ данных вычисляет и выводит на свой дисплей следующие параметры:
1) анодное напряжение на рентгеновской трубке kVp (kVp — среднепиковое, kVpecv — эквивалентное постоянному напряжению в соответствии с IEC 61676);
2) мощность экспозиционной дозы (радиационный выход) в R/min или mGy/S;
3) экспозиционную дозу в mR или mGy;
4) время экспозиции (10—10000 мс);
5) слой половинного ослабления HVL;
6) график измерения kVp во времени;
7) график измерения мощности дозы с двух детекторов во времени.
Рабочее окно программы на дисплее ПК после окончания измерения за время одной экспозиции имеет вид, представленный на (рис. 2).
В этом окне можно выделить два поля, расположенных в верхней и нижней частях окна.
В нижней части окна расположен также ряд кнопок, управляемых манипулятором «мышь».
П о л е 1. В данном поле — поле параметров — отображается список параметров, измеряемых УКРЭХ. Параметры в левой части поля отображаются в той последовательности, в которой они вычисляются в УКРЭХ. Следует отметить,
что эти параметры вычисляются в ПК заново по результатом измерений детекторов рентгеновского излучения.
В правой части поля 1 отображаются параметры, вычисленные на основе параметров левой части и конструктивных данных фильтров блока детекторов используемых УКРЭХ.
П о л е 2. В данном поле отображается форма зарегистрируемого параметра. Если нажата кнопка «График Ua», на поле воспроизводится форма зарегистрируемого Ua, если нажата кнопка «U вых. дет.», на поле выводятся графики выходных сигналов двух детекторов рентгеновского излучения. Пользователь имеет возможность более подробно рассмотреть интересующий его участок соответствующего графика. Для этого он должен отметить курсором начало и конец такого участка, после чего программа выведет (растянет) этот участок на всю ширину экрана с соответствующим пересчетом пульсации.
Кнопка «иед» позволяет, используя массив Ua, вычислять так называемое практическое пиковое напряжение (или эквивалентное постоянное напряжение) в соответствии с IEC 61676/.
Кнопка «Excel» обеспечивает связь с табличным процессором Excel, организуя создание экземпляра Excel и запуск новой рабочей книги на основе заданного шаблона, куда экспортируются данные измерений, причем каждое новое измерение автоматически записывается в новую строку таблицы. Запись производится в числовом формате, что дает возможность их автоматической обработки с помощью формул, заранее записанных в соответствующие ячейки Excel.
Получая результаты измерения непосредственно в динамической таблице анализа электрических и радиационных характеристик рентгеновского излучателя, предложенный алгоритм в отличие от других аналогичных приборов позволяет в режиме
Рис. 2 | Рабочее окно программы
биотехносфера
| № 3-4 (21-22)/2012
Рис. 3 | Пример динамической таблицы
реального времени без большой рутинной работы автоматически обработать и получить зависимости линейности дозы излучения от количества электричества, радиационного выхода от анодного напряжения, повторяемости дозы излучения при одинаковых уставках режима экспозиции, оценить относительную и абсолютную погрешности измеренных значений и др. (рис. 3). Таким образом специалист (технический инспектор, инженер, метролог) может оперативно непосредственно в ЛПУ оценить техническое состояние питающего устройства и излучателя рентгеновского аппарата.
Опыт эксплуатации нового варианта УКРЭХ, совмещенного с ПК, подтвердил указанные преимущества [4].
| Литература |
1. Бердяков Г. И. Устройство контроля радиационных и электрических характеристик рентгеновских аппаратов УКРЭХ //Мед. техника. 2002. № 5. С. 18-21.
2. Бердяков Г. И., Блинов Н. Н. Типовой ряд радиационных киловольтметров // Мед. техника. 2005. № 5. С. 19-21.
3. Применение многофункционального рентгенотестера УКРЭХ в рентгенодиагностических кабинетах / Г. И. Бердяков, Ю. В. Ларчиков, Г. М. Ртищева, Н. А. Шен-челия // Радиология-практика. 2007. № 2. С. 57-58.
4. Анализатор радиационных и электрических характеристик рентгеновских аппаратов на базе УКРЭХ с ПК / Г. И. Бер-дяков, Н. Н. Блинов, А. Н. Кокуев и др.: тез. докл. V Всерос. нац. конгресса лучевых диагностов и терапевтов «Радиология 2011». 25-27 мая. МВЦФ «Крокус Экспо».
