CC BY
75
Б.И.ЛЕОНОВ, д.т.н., проф, директор ГУН «ВНИИМТ», президент АМТН, Э.Б.КОЗЛОВСКИЙ, к.т.н., НПО «ЭКРАН»,
Н.Н.БЛИНОВ, (М.Л.), к.т.н., генеральный директор ЗАО «Амико», А.Н.ГУРЖИЕВ, директор ЗАО «Рентгенпром»
Сравнительные характеристики
ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ФЛЮОРОГРАФОВ
До недавнего времени одним из основных методов профилактики и раннего обнаружения туберкулеза была рентгеновская флюорография, широко распространенная в нашей стране. К последним годам существования СССР в эксплуатации находилось более 12 000 стационарных и передвижных флюорографов.
■ШИ
В настоящее время в РФ работает около 5600 таких аппаратов. Всемирная организация здравоохранения рекомендует в максимальной степени заменить пленочную флюорографию прямой крупноформатной рентгенографией в целях повышения диагностически значимой информации и уменьшения дозы облучения пациента. В последние годы за рубежом наблюдается явная тенденция к замене крупноформатной пленочной рентгенографии на цифровую рентгенографию, благодаря появлению новых типов цифровых преобразователей рентгеновского изображения. Эта же тенденция наблюдается и в России с учетом необходимости переходного периода, продиктованного экономическими обстоятельствами.
Разработчики и изготовители рентгеновской аппаратуры России в качестве переходных мероприятий предприняли максимальные меры по повышению чувствительности традиционной пленочной флюорографии. Загорским оптико-механическим заводом (Московская обл.) создана и серийно выпускается новая малодозовая флюорографическая камера КФ-400, снижающая примерно в три раза дозу при исследовании (по сравнению с отечественной камерой КФ-70). ЗАО «Рентгенпром» совместно с НПО «Экран» производит российский флюорограф 12Ф-9 на базе новой камеры. Флюорограф выпускается как в стационарном, так и в автомобильном варианте на шасси ЗИЛ, а также в ящичной транспортной укладке. Однако наиболее перспективным направлением в создании малодозовых рентгеновских аппаратов для профи-
лактических исследований легких является переход на цифровые методы исследований.
В настоящее время все ведущие рентгеновские фирмы мира вывели на рынки цифровые рентгеновские системы для исследования легких, основанные на различных методах преобразования изображения.
Стоимость подобных зарубежных коммерческих систем составляет от 350 до 550 тыс. долл. Их главным преимуществом является существенное увеличение объема информации при некотором снижении дозы по сравнению с пленочной флюорографией, недостатком — высокая стоимость, делающая невозможной массовую замену подобными системами традиционных флюорографов.
В последние годы в России, благодаря использованию в медицине ряда конверсионных технологий, созданы реальные возможности для решения этой проблемы на современном уровне. Речь идет о разработке, например, цифровых флюорографов на основе линейки рентгеночувствительных детекторов (газовых или твердотельных). В Институте ядерной физики СО РАН (Новосибирск) в 1993—1995 гг. создан сканирующий цифровой рентгеновский аппарат на ксеноновых детекторах МЦРУ «Сибирь-Н», в 1996 г. рекомендованный МЗ РФ к применению. Стоимость такого комплекса менее 100 тыс. долл.
Позже, совместно с заводом «Научпри-бор» (Орел), был разработан сканирующий флюорограф на детекторах, обладающих более высокой пространственной разрешающей способностью, а
The authors evaluate domestic digital photofluorographes being developed due to applying a series of conversive technologies in medicine. They are as good as their foreign analogues, while their cost being considerably lower. In the coming years, the production of tape photofluorographes is to be cut off. At medical institutions they are to be gradually pushed off by digital ones which increasingly capture their position as a tool of early detection and prevention of tuberculoses.
B.I. Leonov, D. Tech., Professor, Head of All-Russian Scientific-Research Institute for Medical Techniques, President of The Academy of Medical Technical Sciences, E.B. Kozlovsky, Tech. Sc., PhD, Scientific and Production Association «EKRAN». N.N. Blinov, Tech. Sc., PhD., General Director of «Amiko» JSC. A.N. Gurzhiev, Director of «Rentgenprom» JSC. Comparative Characteristics of Domestic Digital Photofluorographes.
также более высокой надежностью и технологичностью в производстве по сравнению с газовыми линейками. Завершена разработка и освоено серийное производство цифровых флюорографов, основанных на применении различных систем цифровых камер, предприятиями ЗАО «Амико», ЗАО «Рентгенпром» совместно с НПО «Экран», «Спектр-АП», «Мосрентген», «На-учприбор», «Электрон», «Медрентех», «Гелпик». Эти фирмы готовы производить по 100 и более штук флюорографов в год. Если учесть общее количество находящихся в эксплуатации флюорографов, полная замена на цифровые методы диагностики в РФ возможна в течение 6—8 лет. В Москве в настоящее время успешно эксплуатируется более 100 комплектов цифровых флюорографов.
Все выпускаемые отечественные флюорографы обладают техническими характеристиками, достаточными для
76
СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ ЦИФРОВЫХ ФЛЮОРОГРАФОВ
ТAБЛИЦAИ Характеристики отечественных цифровых флюорографов
Характерис- тика МЦРУ Сибирь-Н Орел. Науч-прибор Сириус СКАНМед- рентех ФЦ-1 Спектр-АП Ренекс- флюоро АПЦФ-01- Амико ДИАРС-МР Мосрентген Проскан 2000 Pент-генпром ФЦ-01- Электрон- НИПК «Электрон»
Способ регистрации (тип детектора) Сканирующий газовый Сканирующий полупровод- никовый Цифровой с УРИ (4 изображения) Экран + оптика + ПЗС Сканирующий полупровод- никовый Экран + оптика + 30 ПЗС Экран + оптика + ПЗС Экран + Оптика + ПЗС
Рентгеновский аппарат 125 кВ3-100 мА среднечастотн. 125кВ150 мА среднечастотн. 125кВ200мА среднечастотн. 150 кВ600 мА среднечастотн. 125 кВ100 мА среднечастотн. 125кВ15-250 мА среднечастотн. 1г5 кВ15-150мА среднечастотн. 125 кВ15-250 мА среднечастотн.
Время экспозиции 5 с (0,02 с строка) 5 с (0,01 с строка) 4 с (0,16 с каждая 1/4 изображения) 0,003-5 с 4 с (0,01 с строка) 0,02-5 с 0,03-1 с 0,03-1 с
Разрешающая способность, п.л./мм 2,0 1,2 1,5 (3,7) 1,4 (2,5)* 1,2 2,2 1,4 (г,5)* 1,4
Контрастная чувствительность, % 1,0 1,5 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5
Доза в плоскости приемника 0,15 мР 0,6 мР 0,3 мР 1,0 мР 0,1 мР 0,6 мР 1,0 мР 1,0 мР
Производительность, ч./час 60 30 60 60 60 30 б0 60
Средний режим исследования 80 кВ25 мА 0,05 мА с 80 кВ25 мАс 100 кВ2 мАс 140 кВ5 мАс 80 кВ15 мА 80 кВ25 мА 90 кВ8 мАс 90 кВ8 мАс
Защитная кабина да нет нет нет да да да нет
Стандарт dicom 3 да нет нет нет да нет да да
Кол-во АРМ 2 2 2 2 2 2 г 2
Особенности Газ криптон, срок интенсивной эксплуатации 10 лет без технического обслуживания и смены газа Отечественная линейка кремниевых фотодиодов Необходимо в процессе исследования перемещать массу 30 кг, необходима сшивка 4-х фрагментов Зарубежные ПЗС-матрица и объектив Отечественная линейка кремниевых фотодиодов 30 зарубежных ПЗС-матриц, необходимость сшивки 30 фрагментов изображения Отечественная ПЗС-матрица с электрическим охлаждением ПЗС-матрица фирмы Philips
* В скобках указаны значения, достигнутые при модернизации. Источник: «Здравоохранение и медицинская техника» №4 (8) 2004, с.34-35
проведения полного объема профилактических исследований грудной клетки. Тем не менее каждый из выпускаемых аппаратов имеет ряд конструктивных особенностей. Все их можно разделить на три группы:
+ со сканированием линейки детекторов (МЦРУ «Сибирь-Н», ЗАО «Научпри-бор», АПЦФ 01— «Амико», «Проскан», ЗАО «Рентгенпром»);
« с цифровой камерой на основе ПЗС-матрицы («Ренекс-Флюоро», «Гелпик», «Проскан-2000», ЗАО «Рентгенпром», «Ди-арс-МР», «Мосрентген», АФЦ «Электрон»); « с УРИ, перемещаемым в процессе получения флюорограммы в 4 позиции (ФЦ-1, ФМЦР-1, «Спектр-АП»).
Цифровые флюорографы первой группы (сканирующие) обладают низкой дозой и высокой контрастной чувствительностью благодаря исключению вредного воздействия рассеянного излучения. Достаточным для профилактической диагностики является пространственное разрешение 1,2 пары линий/мм. Их недостатком является сравнительно длительное время сканирования (от 2 до 10 с) и связанное с этим ограничение производительности (~30 снимков в час), а также возможность появления на изображении кимографического эффекта. Цифровые флюорографы на основе камер с ПЗС-матрицами проигрывают
по чувствительности первому типу, однако обеспечивают время экспозиции на уровне 0,01с и производительность до 60 снимков в час. Несколько уступая первому типу по контрастной чувствительности, флюорографы на основе ПЗС-матриц и оптики переноса обеспечивают, тем не менее, достаточно высокое качество диагностики и надежны в эксплуатации в связи с отсутствием подвижных частей.
Третий класс цифровых флюорографов представлен моделью фирмы «Спектр-АП». В этой модели для формирования изображения грудной клетки размером 400x400 мм перемещается в четырех квадрантах УРИ диа-
метром 320 мм. Время получения одного изображения в этой системе — 4 с. Для получения полного изображения необходима компьютерная «сшивка» четырех фрагментов с перекрытием полей порядка 10 мм. Отличительной особенностью этой модели является высокая радиационная чувствительность, приближающаяся к пороговой из-за квантовой природы рентгеновского излучения.
В настоящее время фирмой «Спектр-АП» проводится модернизация флюорографа ФЦ-1 путем применения телевизионной системы на основе ПЗС-ма-трицы высокого разрешения фирмы Кодак (число пиксел 2048х2048), а также нового программного обеспечения. В новой модели цифрового флюорографа АМЦР-1 на размер 400х400 мм пространственное разрешение достигает 3,7 пары линий/мм, а при выполнении прицельных снимков (размер поля изображения 110х110 мм) — 5 пар линий/мм. Существенно увеличен также динамический диапазон по сравнению с предыдущей моделью ФЦ-1.
В таблице приведены основные характеристики существующих систем. В скобках указаны параметры, которые должны быть достигнуты при проводимой модернизации.
Все приведенные в таблице модели по своим техническим параметрам пригодны для профилактических исследований грудной клетки и рекомендованы к применению МЗ РФ. Для массовой флюорографии предпочтительной является наиболее надежная в эксплуатации и наиболее дешевая. Существенным обстоятельством для снижения затрат на организацию флюорографического кабинета является наличие защитной кабины, исключающей необходимость отдельной пультовой, а также возможность работы в локальных и глобальных компьютерных сетях, за счет выполнения международного стандарта обмена данными DICOM-3.
Для обеспечения профилактических исследований в труднодоступных или отдаленных районах России целым рядом фирм созданы передвижные флюорографические кабинеты на шасси ЗИЛ-5301 ЕО «Бычок» и везде-
ходе КАМАЗ 43114, а также на автомобильных прицепах. Выпускаются как пленочные передвижные кабинеты со встроенной фотолабораторией (КФП, ЗАО «Рентгенпром» и НПО «Экран»), разборные флюорографы в ящичной укладке (12Ф9-Я, ЗАО «Рентгенпром»), так и цифровые передвижные кабинеты («Вымпел», Москва, ООО «Тандем», Буденовск, «Мосрентген», Московская обл., ЗАО «Рентгенпром», Истра, НПО «Экран», Москва).
В целях унификации методов испытаний цифровых флюорографов, а также внедрения современных международных требований к измерению параметров цифровых рентгенопреобразующих систем ГУН «ВНИИМТ» совместно с НПЦ МР и производителями аппаратуры, разработал стандарт предприятия 01-22-04 «Приемники рентгеновского изображения рентгеновских диагностических аппаратов с цифровой регистрацией изображений. Номенклатура параметров и характеристик качества изображения, методы и средства их определения». Внедрение этого стандарта позволит в максимально возможной степени исключить субъективизм при проведении испытаний, нормировать новые параметры и требования, общепринятые для оценки зарубежных цифровых рентгенопреобразующих систем (квантовая эффективность регистрации — DQE, низкоконтрастное пространственное разрешение, формат цифровых данных, экспортируемых во внешние сети и др.). В конечном итоге внедрение стандарта преследует цель повышения качества разрабатываемых цифровых рентгенодиагностических систем, в т. ч. и для флюорографии, которые все более уверенно вытесняют пленочную флюорографию из практического здравоохранения.
В заключение следует отметить, что в ближайшие годы производство пленочных флюорографов должно быть прекращено, и в условиях ЛПУ произойдет постепенное их вытеснение цифровыми, которые все более прочно завоевывают свое место как средства раннего выявления и профилактики туберкулеза.
