RU2352253C1 - Radiographic equipment for medical diagnostics - Google Patents
Radiographic equipment for medical diagnostics Download PDFInfo
- Publication number
- RU2352253C1 RU2352253C1 RU2007139858/14A RU2007139858A RU2352253C1 RU 2352253 C1 RU2352253 C1 RU 2352253C1 RU 2007139858/14 A RU2007139858/14 A RU 2007139858/14A RU 2007139858 A RU2007139858 A RU 2007139858A RU 2352253 C1 RU2352253 C1 RU 2352253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carriage
- ray
- patient
- cabin
- collimator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к разделу медицинской техники, точнее к цифровым рентгеновским аппаратам сканирующего типа.The present invention relates to the field of medical equipment, more specifically to digital x-ray devices of the scanning type.
Известна малодозовая цифровая рентгеновская установка (МЦРУ) «Сибирь», разработанная в институте ядерной физики им. Г.И.Будкера (Новосибирск) (Белова И.Б., Китаев В.М. Малодозовая цифровая рентгенография. - Орел, 2001 г., с.29). МЦРУ «Сибирь» содержит высоковольтный генератор высокочастотного типа, рентгеновский излучатель с щелевым коллиматором, многоэлементный линейный рентгеновский детектор, соединенный с системой регистрации и воспроизведения изображения, механическое сканирующее устройство, защитную кабину с площадкой для ног пациента. Сканирование пациента выполняется в вертикальном направлении узким горизонтальным веерным рентгеновским пучком.Famous low-dose digital x-ray unit (ICRC) "Siberia", developed at the Institute of Nuclear Physics. G.I. Budker (Novosibirsk) (Belova I. B., Kitaev V. M. Low-dose digital radiography. - Orel, 2001, p.29). ICRC “Siberia” contains a high-voltage generator of high-frequency type, an x-ray emitter with a slit collimator, a multi-element linear x-ray detector connected to an image recording and reproducing system, a mechanical scanning device, a protective cabin with a platform for the patient’s legs. The patient is scanned vertically with a narrow horizontal fan-shaped x-ray beam.
Известно также радиографическое сканирующее устройство (Международная заявка WO 02/17790 А1 от 07.03.2002), содержащее последовательно расположенные на одной оптической оси источник рентгеновского излучения, щелевой коллиматор и линейный приемник рентгеновского излучения. Приемник и коллиматор закреплены на едином кронштейне, установленном с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, проходящей через фокус источника рентгеновского излучения.Also known is a radiographic scanning device (International Application WO 02/17790 A1 of 03/07/2002) containing an x-ray source, a slit collimator, and a linear x-ray receiver sequentially located on the same optical axis. The receiver and the collimator are mounted on a single bracket mounted rotatably around a vertical axis passing through the focus of the x-ray source.
В отличие от первого аналога в этом аппарате сканирование пациента производится в горизонтальной плоскости узким вертикальным рентгеновским пучком.In contrast to the first analogue in this apparatus, the patient is scanned horizontally with a narrow vertical x-ray beam.
Наиболее близкой по конструкции к заявляемому объекту является рентгенографическая установка для медицинской диагностики (Патент RU 2098929 от 29.05.95 г. А61В 6/00), содержащая высокочастотный рентгеновский генератор, рентгеновский излучатель с щелевым коллиматором, рентгеновский детектор, соединенный с системой регистрации и воспроизведения изображения, механическое сканирующее устройство, защитную кабину с площадкой для ног пациента.Closest to the design of the claimed object is a radiographic unit for medical diagnostics (Patent RU 2098929 from 05.29.95, A61B 6/00) containing a high-frequency x-ray generator, an x-ray emitter with a slit collimator, an x-ray detector connected to an image recording and reproducing system , a mechanical scanning device, a protective cabin with a platform for the patient’s legs.
Сканирование пациента производится в вертикальном направлении. Рентгеновское излучение, прошедшее через тело пациента, регистрируется многоэлементным линейным детектором (МЛД). Детектор улавливает сигналы, минимально превышающие порог чувствительности усилителя, благодаря чему фоновое излучение не фиксируется и создается оптимальное соотношение «сигнал-шум». При этом максимально уменьшается радиационная доза на пациента.The patient is scanned vertically. X-ray radiation that has passed through the patient’s body is detected by a multi-element linear detector (MLD). The detector picks up signals that are minimally higher than the sensitivity threshold of the amplifier, due to which the background radiation is not fixed and an optimal signal-to-noise ratio is created. At the same time, the radiation dose per patient is minimized.
Информация, накопленная в МЛД во время экспозиции строки, переписывается в память ЭВМ, и затем начинается регистрация следующей по вертикали строки. Для этой цели рентгеновский излучатель, щелевой коллиматор и МЛД во время съемки одновременно и равномерно перемещаются в вертикальном направлении. Коллиматор с узкой щелью формирует тонкий веерообразный пучок рентгеновского излучения, который после прохождения через тело пациента попадает во входное окно МЛД.The information accumulated in the MLD during the exposure of the line is copied to the computer memory, and then the registration of the next vertical line begins. For this purpose, the x-ray emitter, the slit collimator, and the MLD simultaneously and uniformly move in the vertical direction during shooting. A narrow slit collimator forms a thin fan-shaped x-ray beam, which, after passing through the patient’s body, enters the MLD entrance window.
После окончания съемки кадра в памяти компьютера формируется матрица изображения (320×256 чисел), содержащая информацию о распределении излучения после прохождения через тело пациента. Цифровое рентгеновское изображение выводится на видеомонитор компьютера через 5 с после окончания сканирования.After shooting, the image matrix is formed in the computer's memory (320 × 256 numbers), which contains information about the distribution of radiation after passing through the patient’s body. A digital x-ray image is displayed on a
Управление аппаратом осуществляется с помощью ЭВМ.The device is controlled by a computer.
Программное обеспечение включает в себя основную программу, управляющую аппаратом во время съемки, и программы для контроля работоспособности блоков и аппарата в целом.The software includes the main program that controls the device during shooting, and programs for monitoring the health of the units and the device as a whole.
Рентгенографическая установка (RU 2098929), выбранная нами в качестве прототипа, так же как и все известные аналоги, предназначена в первую очередь для рентгенологического исследования легких (флюорографии) с целью своевременного выявления туберкулеза и других заболеваний органов грудной полости.The x-ray unit (RU 2098929), which we selected as a prototype, like all known analogues, is intended primarily for X-ray examination of the lungs (fluorography) in order to timely detect tuberculosis and other diseases of the chest organs.
Недостатком прототипа, так же как и всех известных аналогов, является невозможность получения томографического среза в зоне интереса, что затрудняет проведение диагностики и ограничивает эксплуатационные возможности аппарата.The disadvantage of the prototype, as well as all known analogues, is the impossibility of obtaining a tomographic slice in the zone of interest, which complicates the diagnosis and limits the operational capabilities of the apparatus.
Целью настоящего изобретения является повышение точности диагностики и расширение эксплуатационных возможностей аппарата за счет усовершенствования системы сканирования, а также снижение себестоимости обследования.The aim of the present invention is to improve the accuracy of diagnosis and expand the operational capabilities of the apparatus by improving the scanning system, as well as reducing the cost of examination.
Данный медицинский и технический результат достигается тем, что в рентгенографической установке для медицинской диагностики, содержащей последовательно расположенные на одной оптической оси источник рентгеновского излучения, щелевой коллиматор и линейный приемник рентгеновского излучения, закрепленные на несущем кронштейне, соединенном с механическим сканирующим устройством, находящимся с внешней стороны кабины пациента, имеющей основание с площадкой для ног пациента, причем рентгеновский излучатель подключен к высокочастотному рентгеновскому генератору и программируемому блоку управления, снабженному ЭВМ, пультом управления и видеомонитором, а линейный приемник рентгеновского излучения соединен с цифровой электронной системой преобразования, регистрации и формирования изображения, каретка механического сканирующего устройства имеет форму кольца и закреплена посредством подшипников в кольцевой обойме, снабженной механизмом равномерного вращения каретки в пределах от 0° до 360° вокруг вертикальной оси, проходящей через центр кабины пациента и удаленной от фокуса рентгеновского излучателя на величину s=f-d/2, где f - фокусное расстояние, d - расстояние от щели коллиматора до линейного приемника вдоль центрального рентгеновского луча, и выполненной с возможностью перемещения в вертикальном направлении по направляющим, которыми являются три колонны, установленные с интервалом 120° на основании, внутри каждой из которых имеется противовес для уравновешивания каретки, и электродвигатель, кроме того, сканирующее устройство оснащено системой автоматической коррекции горизонтальности каретки, включающей датчик уровня, закрепленный на обойме, и электрическую схему управления работой электродвигателей сканирующего устройства.This medical and technical result is achieved by the fact that in a radiographic installation for medical diagnostics, containing a x-ray source, a slit collimator and a linear x-ray receiver sequentially located on the same optical axis, mounted on a support bracket connected to a mechanical scanning device located on the outside the patient’s cabin, having a base with a platform for the patient’s legs, and the x-ray emitter is connected to a high-frequency an X-ray generator and a programmable control unit equipped with a computer, a control panel and a video monitor, and a linear X-ray receiver is connected to a digital electronic conversion, recording and imaging system, the carriage of a mechanical scanning device has a ring shape and is fixed by bearings in an annular cage equipped with a uniform mechanism rotation of the carriage in the range from 0 ° to 360 ° around a vertical axis passing through the center of the patient's cabin and remote from the focus of the x-ray emitter by s = fd / 2, where f is the focal length, d is the distance from the collimator slit to the linear receiver along the central x-ray, and made with the possibility of moving in the vertical direction along the guides, which are three columns installed at intervals 120 ° on the base, inside each of which there is a counterbalance for balancing the carriage, and the electric motor, in addition, the scanning device is equipped with a system for automatically correcting the horizontal position of the carriage, including sensing level sensor, mounted on a clip, and an electrical circuit for controlling the operation of the electric motors of the scanning device.
В дальнейшем изобретение поясняется чертежами и описанием работы предлагаемого устройства.The invention is further illustrated by drawings and a description of the operation of the proposed device.
На фиг.1 и фиг.2 схематически показана конструкция аппарата, а на фиг.3 - конструкция опорной колонны, вид по В-В фиг.1.In Fig.1 and Fig.2 schematically shows the design of the apparatus, and in Fig.3 - the design of the support columns, a view along BB of Fig.1.
Рентгенографическая установка для медицинской диагностики содержит рентгеновский излучатель 1 моноблочного типа, оптически сопряженный через щелевой коллиматор 2 с линейным приемником (детектором) рентгеновского излучения 3. Рентгеновский излучатель 1, щелевой коллиматор 2 и линейный детектор 3 установлены на каретке 4 кольцеобразной формы, закрепленной посредствам подшипников 5 в кольцевой обойме 6, которая может перемещаться в вертикальном направлении по направляющим, которыми являются три колонны 7, 8, 9, установленные с интервалом 120° на основании 10. Внутри каждой колонны имеется противовес 11 (фиг.3); они соединяются тросом 12 с обоймой 6 и предназначены для уравновешивания массы каретки 4. Основание противовесов 11 соединено тросом 13 с улиткой 14, закрепленной на оси редуцированного электродвигателя 15, предназначенного для равномерного перемещения каретки 4 в вертикальном направлении. Между щелевым коллиматором 2 и рентгеновским детектором 3, внутри каретки 4 находится кабина пациента 16, имеющая цилиндрическую форму и изготовленная из жесткого рентгенопрозрачного и светопрозрачного материала, например оргстекла. Кабина 16 оснащена сдвигающейся дверью 17, предназначенной для входа и выхода пациента Р. При входе и выходе пациента Р каретка 4 поднята на максимально возможную высоту и не мешает свободному проходу пациента.An x-ray apparatus for medical diagnostics comprises an x-ray emitter 1 of a monoblock type, optically coupled through a slotted
Каретка 4 может равномерно вращаться вокруг кабины пациента 16 в обойме 6 в пределах от 0° до 360° при работе редуцированного электродвигателя 18. Вращение каретки 4 осуществляется вокруг вертикальной оси, проходящей через центр кабины пациента и удаленной от фокуса рентгеновского излучателя на величину , где f - фокусное расстояние, d - расстояние от щели коллиматора до линейного приемника вдоль центрального рентгеновского луча. Уравнение (1) получено с учетом качественных критериев формирования рентгеновского изображения и обеспечивает оптимальные условия получения поперечного томографического изображения при положении пациента Р в центре кабины 16.The
Управление работой аппарата осуществляется с помощью программируемого пульта управления 19, включающего ЭВМ 20, пульт управления 21, например, в виде клавиатуры, и видеомонитор 22. К программируемому блоку управления 19 подключены рентгеновский излучатель 1, электродвигатель 15 вертикальной сканирующей системы и электродвигатель 18 горизонтальной каретки 4. Линейный детектор 3 соединен с цифровой электронной системой преобразования, регистрации и воспроизведения цифрового изображения 23, подключенной к программируемому пульту управления 19.The control of the apparatus is carried out using a
Рентгенографическая установка содержит систему вывода сканирующего устройства на уровень томографического среза, включающую координатометр 24, механически соединенный с электродвигателем 15 сканирующего устройства, а электрически через ЭВМ 20 с видеомонитором 22.The x-ray installation contains a system for outputting the scanning device to the level of the tomographic slice, including a
Точность и безопасность рентгенографии в сканирующих установках во многом зависит от строгости положения ее механических элементов, поэтому предлагаемая нами конструкция была оснащена системой автоматической коррекции горизонтальности каретки 4, включающей датчик уровня 25, закрепленный на обойме 6, и электрическую схему управления работой электродвигателей 15 сканирующего устройства.The accuracy and safety of x-ray in scanning installations largely depends on the severity of the position of its mechanical elements, therefore, the design we proposed was equipped with a system for automatically correcting the horizontal position of the
Подвод энергии к рентгеновскому излучателю 1, электродвигателю 18 и снятие сигналов с линейного детектора 3 и датчика уровня 25 осуществляется через шлифринг, установленный внутри обоймы 6 (не показан).The energy supply to the x-ray emitter 1, the
Управление аппаратом осуществляется с помощью ЭВМ 20 с программируемого пульта управления 19. Программное обеспечение включает в себя основную управляющую программу, предназначенную для получения стандартного цифрового рентгеновского изображения, тестовую программу для проведения контроля работоспособности блоков и аппарата в целом и дополнительную программу для получения поперечных томографических изображений.The apparatus is controlled by a
При получение стандартного цифрового рентгеновского изображения распределение излучения в горизонтальном направлении (строка) измеряется с помощью многоэлементного линейного детектора 3. Строки «сшиваются» в кадр путем механического сканирования тела пациента в вертикальном направлении. Для этой цели рентгеновская трубка 1, щелевой коллиматор 2 и детектор 3 во время съемки одновременно и равномерно перемещаются в вертикальном направлении. Коллиматор 2 с шириной щели от 0,5 до 2,0 мм формирует тонкий веерообразный пучок V рентгеновского излучения, который после прохождения через тело пациента Р попадает во входное окно линейного детектора 3. Информация, накопленная в приемниках многоэлементного линейного детектора 3 во время экспозиции строки, после преобразования в блоке 23, переписывается в память ЭВМ 20, после чего начинается регистрация следующей по вертикали строки. После окончания съемки кадра в памяти накапливается цифровое изображение-матрица чисел, описывающая распределение изображения после прохождения через тело пациента.When receiving a standard digital X-ray image, the radiation distribution in the horizontal direction (line) is measured using a multi-element
Первое необработанное изображение на видеомониторе 22 возникает одновременно со сканированием. На экране видеомонитора отображается рентгеновское изображение внутренних органов пациента, например легких, и координатная шкала, позволяющая определить положение того или иного структурного элемента организма по высоте (в системе координат аппарата).The first raw image on the
При анализе цифрового рентгеновского изображения пациент Р продолжает находиться в кабине 16. В случае обнаружения патологического образования, например туберкулезной каверны в легком, врач-рентгенолог наводит «плавающую марку» видеомонитора 21 на целевую точку изображения и нажимает соответствующую кнопку на клавиатуре 21 видеомонитора 22. При этом, во-первых, на программируемом пульте управления 19 включается дополнительная программа получения поперечного томографического среза, и, во-вторых, сигнал через ЭВМ 20 и координатометр 24 поступает на электродвигатели 15 сканирующей системы, в результате чего рентгеновский излучатель 1 щелевой коллиматор 2 и детектор 3 выводятся на уровень томографического среза. Кроме того, включается электродвигатель 18, задающий равномерное вращение каретки 4, например, со скоростью 1 оборот в секунду. Пациенту дается команда «глубокий вдох и не дышать». После чего включается рентгеновский излучатель 1. ЭВМ 20 производит обработку сигнала, приходящего с линейного детектора 3, и формирование матрицы томографического среза, которая выводится на экран видеомонитора 22 для визуального анализа.When analyzing a digital X-ray image, patient P continues to be in the
Предложенное техническое решение найдет широкое применение в клинической медицине, так как оно значительно увеличивает диагностические возможности цифрового рентгеновского аппарата и заметно снижает стоимость обследования пациента.The proposed technical solution will find wide application in clinical medicine, as it significantly increases the diagnostic capabilities of the digital X-ray apparatus and significantly reduces the cost of examining the patient.
Источники информацииInformation sources
1. Белова И.Б., Китаев В.М. Малодозовая цифровая рентгенография. - Орел, 2001 г., с.29.1. Belova I. B., Kitaev V. M. Low-dose digital radiography. - Eagle, 2001, p.29.
2. Международная заявка WO 02/17790 А1 от 07.03.2002.2. International application WO 02/17790 A1 of 03/07/2002.
3. Патент RU 2098929 от 29.05.95 г. А61В 6/00 (прототип).3. Patent RU 2098929 from 05.29.95, A61B 6/00 (prototype).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139858/14A RU2352253C1 (en) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Radiographic equipment for medical diagnostics |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139858/14A RU2352253C1 (en) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Radiographic equipment for medical diagnostics |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2352253C1 true RU2352253C1 (en) | 2009-04-20 |
Family
ID=41017576
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139858/14A RU2352253C1 (en) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Radiographic equipment for medical diagnostics |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2352253C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452141C2 (en) * | 2010-05-19 | 2012-05-27 | Закрытое Акционерное Общество "Рентгенпром" (Зао "Рентгенпром") | Single-projection scanning x-ray apparatus with energy-oscillating pyramidal-shaped beam (two versions) |
-
2007
- 2007-10-30 RU RU2007139858/14A patent/RU2352253C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Е.В.ВИНОГРАДОВ и др. Микродозовая флюорография. Современная рентгенография. 19.05.2006. Найдено в Интернет www.fluro.ukrbiz.net/. Ю.Г.УКРАИНЦЕВ Сканирующий метод получения рентгеновских изображений на цифровом аппарате «Сибирь-Н», Научно-практическая конференция «Возможности и методы цифровой рентгенодиагностики и радиационной безопасности населения», 14.03.2007. Новосибирск. Найдено в Интернет www.medafarm.ru. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452141C2 (en) * | 2010-05-19 | 2012-05-27 | Закрытое Акционерное Общество "Рентгенпром" (Зао "Рентгенпром") | Single-projection scanning x-ray apparatus with energy-oscillating pyramidal-shaped beam (two versions) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101346102B (en) | X-ray ct device | |
CN101772324B (en) | X-ray ct device | |
JP6351983B2 (en) | Estimation apparatus, X-ray diagnostic apparatus, and estimation program | |
JP5780931B2 (en) | Radiation tomography apparatus, dose calculation method and program | |
JP7488037B2 (en) | Medical image diagnostic device, medical image diagnostic method, and program | |
EP2489310A1 (en) | Rotation sensor for use with an imaging system and method for using the same | |
WO2015005485A1 (en) | X-ray ct device, x-ray ct system, and injector | |
CN109480883A (en) | Medical diagnostic imaging apparatus | |
JP6388958B2 (en) | Auxiliary system and projection X-ray apparatus for interferometric X-ray imaging | |
JP5022690B2 (en) | Radiography equipment | |
US20220071573A1 (en) | Upright advanced imaging apparatus, system and method for the same | |
US7502439B2 (en) | Radiographic apparatus and method of using the same | |
RU2352253C1 (en) | Radiographic equipment for medical diagnostics | |
JP2009233159A (en) | Radiological diagnostic apparatus | |
RU2352250C1 (en) | Radiographic equipment for medical diagnostics | |
RU2352252C1 (en) | Radiographic equipment for medical diagnostics | |
JP2014236922A (en) | X-ray ct apparatus, medical image diagnostic apparatus, and phantom | |
JP2005080839A (en) | Radiation tomograph apparatus and radiation tomography method | |
JPH06317542A (en) | Radioscopic examination device | |
RU2407439C1 (en) | X-ray installation for medical diagnostics | |
RU2407438C1 (en) | X-ray installation for medical diagnostics | |
US11617547B2 (en) | Medical image diagnostic system and medical image diagnostic apparatus | |
RU2343836C1 (en) | Medical diagnostic x-ray system | |
JP2009500136A (en) | X-ray or infrared imaging method and imaging apparatus | |
RU2405438C1 (en) | X-ray installation for medical diagnostics |