RU101905U1

RU101905U1 - DIGITAL X-RAY DIAGNOSTIC APPARATUS

Info

Publication number: RU101905U1
Application number: RU2010138447/14U
Authority: RU
Inventors: Александр Николаевич Черний; Елена Михайловна Богородская; Геннадий Викторович Ратобыльский; Валентин Николаевич Дружинин
Original assignee: Александр Николаевич Черний; Елена Михайловна Богородская; Геннадий Викторович Ратобыльский; Валентин Николаевич Дружинин
Priority date: 2010-09-20
Filing date: 2010-09-20
Publication date: 2011-02-10

Abstract

Цифровой рентгенодиагностический аппарат, содержащий блоки питания, управления и штатив, включающий опорную колонку, на которой установлены вертикальная и горизонтальная каретки, последняя выполнена с возможностью перемещения с постоянной скоростью и на ней закреплены рентгеновский излучатель с щелевой диафрагмой и кассета с рентгеночувствительным материалом, закрепленная на опорном цилиндре, установленном с возможностью вращения, синхронизированного с движением горизонтальной каретки, кассета имеет защитный корпус с щелевой диафрагмой, расположенной в одной плоскости с щелевой диафрагмой рентгеновского излучателя, отличающийся тем, что он снабжен фотодетектором с источником питания и модулятором, расположенным на дополнительной каретке, установленной с возможностью равномерного перемещения параллельно образующей опорного цилиндра, линзовым объективом, посредством которого фотодетектор оптически связан с рентгеночувствительным материалом, в качестве которого используется запоминающий экран, генератором несущей частоты и выходным усилителем, между которыми расположен модулятор фотодетектора, камертонным генератором, редуктором с гистерезисным синхронным двигателем, управляемым последним, а также электромагнитной муфтой, соединяющей опорный цилиндр с редуктором. A digital X-ray diagnostic apparatus containing power supply, control units and a tripod including a support column on which vertical and horizontal carriages are mounted, the latter is movable at a constant speed and an x-ray emitter with a slit diaphragm and a cassette with x-ray sensitive material mounted on the support are mounted on it cylinder mounted rotatably, synchronized with the movement of the horizontal carriage, the cartridge has a protective housing with a slot diameter rgma located in the same plane with the slit aperture of the x-ray emitter, characterized in that it is equipped with a photodetector with a power source and a modulator located on an additional carriage mounted with the possibility of uniform movement parallel to the generatrix of the supporting cylinder, a lens, through which the photodetector is optically connected with an x-ray sensitive material, which is used as a storage screen, a carrier frequency generator and an output amplifier, between which The photodetector modulator, tuning fork generator, gearbox with a hysteresis synchronous motor controlled by the latter, and also an electromagnetic clutch connecting the support cylinder to the gearbox are located.

Description

Предложенное техническое решение относится к разделу медицинской техники, точнее к рентгенодиагностической аппаратуре.The proposed technical solution relates to the section of medical equipment, more specifically to x-ray diagnostic equipment.

Известен цифровой рентгенодиагностический аппарат (Патент RU 2098929 от 29.05.95 г. А 61 В 6/00) [1], 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.Known digital x-ray diagnostic apparatus (Patent RU 2098929 from 05.29.95, A 61 V 6/00) [1] 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.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому объекту является цифровой рентгенодиагностический аппарат, содержащий блоки питания, управления и штатив, включающий опорную колонку, на которой установлены вертикальная и горизонтальная каретки, последняя выполнена с возможностью перемещения с постоянной скоростью и на ней закреплены рентгеновский излучатель с щелевой диафрагмой и кассета с рентгеночувствительным материалом, закрепленная на опорном цилиндре, установленном с возможностью вращения, синхронизированного с движением горизонтальной каретки, кассета имеет защитный корпус с щелевой диафрагмой, расположенной в одной плоскости с щелевой диафрагмой рентгеновского излучателя (Рентгенодиагностический аппарат Panelipse. Проспект фирмы "General Equipment Medical" США, 1980, [2]).The closest technical solution to the claimed object is a digital X-ray diagnostic apparatus containing power supplies, controls and a tripod, including a support column on which vertical and horizontal carriages are mounted, the latter is made with the possibility of moving at a constant speed and an x-ray emitter with a slit diaphragm is fixed on it and cassette with x-ray sensitive material mounted on a support cylinder mounted for rotation synchronized with movement m horizontal carriage, the cassette has a protective housing with a slit diaphragm arranged in one plane with a slit diaphragm X-ray irradiator (X-ray diagnostic apparatus Panelipse. company's prospectus "General Equipment Medical" USA, 1980, [2]).

Недостатком известных цифровых рентгенодиагностических аппаратов является недостаточная точность диагностики из-за отсутствия высококвалифицированных специалистов на местах и невозможности передачи информации в специализированные центры обработки рентгеновских снимков.A disadvantage of the known digital X-ray diagnostic apparatus is the lack of diagnostic accuracy due to the lack of highly qualified specialists in the field and the inability to transmit information to specialized centers for processing x-ray images.

Целью настоящего предложения является повышение точности рентгенодиагностики путем обеспечения возможности передачи информации по линии связи в специализированный центр обработки рентгеновских снимков, где находятся высококвалифицированные специалисты.The purpose of this proposal is to increase the accuracy of x-ray diagnostics by providing the possibility of transmitting information via a communication line to a specialized center for processing x-ray images, where highly qualified specialists are located.

Данная цель достигается тем, что цифровой рентгенодиагностический аппарат, содержащий блоки питания, управления и штатив, включающий опорную колонку, на которой установлены вертикальная и горизонтальная каретки, последняя выполнена с возможностью перемещения с постоянной скоростью и на ней закреплены рентгеновский излучатель с щелевой диафрагмой и кассета с рентгеночувствительным материалом, закрепленная на опорном цилиндре, установленном с возможностью вращения, синхронизированного с движением горизонтальной каретки, кассета имеет защитный корпус с щелевой диафрагмой, расположенной в одной плоскости с щелевой диафрагмой рентгеновского излучателя, снабжен фотодетектором с источником питания и модулятором, расположенным на дополнительной каретке, установленной с возможностью равномерного перемещения параллельно образующей опорного цилиндра, линзовым объективом, посредством которого фотодетектор оптически связан с рентгеночувствительным материалом, в качестве которого используется запоминающий экран, генератором несущей частоты и выходным усилителем, между которыми расположен модулятор фотодетектора, камертонным генератором, редуктором с гистерезисным синхронным двигателем, управляемым последним, а также электромагнитной муфтой, соединяющей опорный цилиндр с редуктором.This goal is achieved by the fact that a digital X-ray diagnostic apparatus containing power supplies, controls and a tripod including a support column on which vertical and horizontal carriages are mounted, the latter is arranged to move at constant speed and an x-ray emitter with a slit diaphragm and a cassette are fixed on it X-ray sensitive material, mounted on a support cylinder mounted for rotation, synchronized with the movement of the horizontal carriage, the cartridge has This protective case with a slit diaphragm located in the same plane as the slit diaphragm of the x-ray emitter is equipped with a photodetector with a power source and a modulator located on an additional carriage mounted with the possibility of uniform movement in parallel with the generatrix of the supporting cylinder, with a lens, through which the photodetector is optically connected with the x-ray sensitive material, which is used as a storage screen, a carrier frequency generator and an output amplifier, between for which there is a photodetector modulator, tuning fork generator, gearbox with a hysteresis synchronous motor controlled by the latter, as well as an electromagnetic clutch connecting the support cylinder to the gearbox.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемого цифрового рентгенодиагностического аппарата неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».Studies on patent and scientific-technical information sources have shown that the design of the proposed digital X-ray diagnostic apparatus is unknown and does not follow explicitly from the studied prior art, i.e. meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Далее наше предложение сопровождается чертежами и пояснением к ним. На фиг.1 показана конструкция предлагаемого аппарата (вид сбоку в разрезе), а на фиг.2 представлена его блок-схема.Further, our proposal is accompanied by drawings and explanations to them. Figure 1 shows the design of the proposed apparatus (side view in section), and figure 2 presents its block diagram.

Цифровой рентгенодиагностический аппарат содержит вертикальную колонку 1 с двумя опорными стойками, жестко закрепленными посредством станины 2 и потолочного упора 3. На колонке 1 установлена вертикальная каретка 4 П-образной формы. Вертикальная каретка 4 уравновешена грузом, который находится внутри стоек. Вертикальную каретку 4 можно фиксировать в выбранном положении стопорным винтом (не показан). Горизонтальная каретка 5 установлена на направляющих 6 посредством роликов 7 и может перемещаться с постоянной скоростью посредством электродвигателя 8, связанного с горизонтальной кареткой 5 через шестерню 9 и гребенку 10. В крайних положениях каретки 5 электродвигатель 8 выключается микровыключателями (не показаны). На одном плече горизонтальной каретки 5 закреплен рентгеновский излучатель 11, а на другом - регистратор 12 рентгеновского излучения. Рентгеновский излучатель 11 закреплен на горизонтальной каретке 5 посредством каретки 13, имеющей ручной привод 14, что позволяет изменять фокусное расстояние съемки. Рентгеновский излучатель 11 имеет рентгеновскую трубку с вращающемся анодом, излучение которой ограничивается щелевой вертикальной диафрагмой 15.The digital X-ray diagnostic apparatus comprises a vertical column 1 with two support legs rigidly fixed by means of a bed 2 and a ceiling stop 3. A vertical U-shaped carriage 4 is mounted on column 1. The vertical carriage 4 is balanced by the load that is inside the racks. The vertical carriage 4 can be fixed in the selected position with a locking screw (not shown). The horizontal carriage 5 is mounted on the guides 6 by means of rollers 7 and can be moved at a constant speed by means of an electric motor 8 connected to the horizontal carriage 5 via a gear 9 and a comb 10. In the extreme positions of the carriage 5, the electric motor 8 is turned off by microswitches (not shown). An X-ray emitter 11 is mounted on one arm of the horizontal carriage 5, and an X-ray detector 12 is mounted on the other. The x-ray emitter 11 is mounted on a horizontal carriage 5 by means of a carriage 13 having a manual drive 14, which allows you to change the focal length of the survey. The x-ray emitter 11 has an x-ray tube with a rotating anode, the radiation of which is limited by a slotted vertical diaphragm 15.

Регистратор 12 рентгеновского излучения имеет светонепроницаемый рентгенозащитный корпус 16, внутри которого расположен вертикально опорный цилиндр 17, на внешней поверхности которого закреплен запоминающий экран 18, имеющий металлическую основу, на которой нанесен люминофор (цинк-кадмий сульфид, активированный магнием). Верхняя ось 19 опорного цилиндра 17 соединена через электромагнитную муфту 20, редуктор 21 и шестеренку 22 с гребенкой 23. Этот узел обеспечивает равномерное вращение опорного цилиндра 17 с заданной скоростью при движении горизонтальной каретки 5. Нижняя ось 24 опорного цилиндра 17 соединена через электромагнитную муфту 25 и редуктор 26 с гистерезисным синхронным электродвигателем 27.The X-ray recorder 12 has a light-tight X-ray protective housing 16, inside of which there is a vertically supporting cylinder 17, on the outer surface of which is fixed a memory screen 18 having a metal base on which a phosphor (zinc-cadmium sulfide activated by magnesium) is applied. The upper axis 19 of the support cylinder 17 is connected through an electromagnetic clutch 20, the gearbox 21 and the gear 22 to the comb 23. This assembly provides uniform rotation of the support cylinder 17 at a given speed when the horizontal carriage 5 moves. The lower axis 24 of the support cylinder 17 is connected through an electromagnetic clutch 25 and gearbox 26 with a hysteresis synchronous motor 27.

Рентгеновские лучи попадают на запоминающий экран 18 через щелевую диафрагму 28, выполненную в передней стенке защитного корпуса 16. Щелевая диафрагма 28 находится в одной плоскости с щелевой диафрагмой 15 рентгеновского излучателя 11. Щелевая диафрагма 28 закрыта рентгенопрозрачным и светонепроницаемым материалом, например гетинаксом. В защитном корпусе 16 также расположена дополнительная каретка 29, которая может перемещаться с равномерной скоростью параллельно образующей опорного цилиндра 17. Движение каретки 29 осуществляется от электродвигателя 27, который связан с последней через редуктор 30. При необходимости каретку 29 можно перемещать и в ручную рукояткой 31. На каретке 29 закреплен фото детектор, включающий объектив 32 и фотоэлектронный умножитель (ФЭУ) 33.X-rays enter the memory screen 18 through a slit diaphragm 28 made in the front wall of the protective housing 16. The slit diaphragm 28 is in the same plane as the slit diaphragm 15 of the X-ray emitter 11. The slit diaphragm 28 is closed by an X-ray transparent and opaque material, for example, getinaks. An additional carriage 29 is also located in the protective housing 16, which can be moved at a uniform speed parallel to the generatrix of the supporting cylinder 17. The carriage 29 is driven by an electric motor 27, which is connected to the latter via a gearbox 30. If necessary, the carriage 29 can also be moved to the hand crank 31. A photo detector is mounted on the carriage 29, including a lens 32 and a photomultiplier tube (PMT) 33.

Рентгеновский излучатель 11 подключен к высоковольтному генератору 34, включение которого производится с пульта управления 35. Рентгеновский излучатель 11 оснащен щелевой диафрагмой 15, формирующей узкий веерный вертикальный пучок излучения. Рентгеновские лучи, пройдя через тело пациента. Попадают через щелевую диафрагму 28 на запоминающий экран 18, закрепленный на опорном цилиндре 17 в блоке регистрации 11, который находится на горизонтальной каретке 5. Верхняя ось опорного цилиндра 17 соединена через электромагнитную муфту 20, редуктор 21 и шестеренку 22 с гребенкой 23. При движении горизонтальной каретки 5 происходит просвечивание пациента узким вертикальным пучком. Посредством редуктора 21 скорость вращения опорного цилиндра 17 выбрана такой, при которой происходит облучение всей поверхности запоминающего экрана 18 за одно полное смещении рентгеновского источника 11. При этом запоминающий экран 18 постоянно подключен к источнику питания 36.The x-ray emitter 11 is connected to a high-voltage generator 34, the inclusion of which is carried out from the control panel 35. The x-ray emitter 11 is equipped with a slotted diaphragm 15, forming a narrow fan-shaped vertical beam of radiation. X-rays going through the patient’s body. Get through the slotted diaphragm 28 to the memory screen 18, mounted on the support cylinder 17 in the registration unit 11, which is located on the horizontal carriage 5. The upper axis of the support cylinder 17 is connected through an electromagnetic clutch 20, gearbox 21 and gear 22 with the comb 23. When moving horizontal the carriage 5 is the transillumination of the patient with a narrow vertical beam. By means of a reducer 21, the speed of rotation of the supporting cylinder 17 is selected so that the entire surface of the memory screen 18 is irradiated for one complete displacement of the x-ray source 11. In this case, the memory screen 18 is constantly connected to the power source 36.

Нижняя ось опорного цилиндра 17 связана через электромагнитную муфту 25 и понижающий редуктор 26 с гистерезисным синхронным электродвигателем 27, управление которого осуществляется от камертонного генератора 37 через делитель частоты 38 и усилитель мощности 39. Изображение, записанное на запоминающем экране 18, считывается с него фото детектором, содержащим объектив 32 и ФЭУ 33 и закрепленным на оптической каретке 29. Оптическая каретка 29 равномерно перемещается вдоль образующей опорного цилиндра 17 при работе электродвигателя 27.The lower axis of the reference cylinder 17 is connected through an electromagnetic clutch 25 and a reduction gear 26 with a hysteresis synchronous electric motor 27, which is controlled from a tuning fork 37 through a frequency divider 38 and a power amplifier 39. The image recorded on the memory screen 18 is read from it by a photo detector, comprising a lens 32 and a PMT 33 and mounted on the optical carriage 29. The optical carriage 29 evenly moves along the generatrix of the supporting cylinder 17 when the electric motor 27.

ФЭУ 33 питается от высоковольтного источника 40. Сигнал с ФЭУ подается на модулятор 41, который включен между генератором 42 несущей частоты и выходным усилителем сигнала 43.The PMT 33 is powered by a high-voltage source 40. The signal from the PMT is fed to a modulator 41, which is connected between the carrier frequency generator 42 and the signal output amplifier 43.

Предложенный цифровой рентгенодиагностический аппарат работает следующим образом.The proposed digital x-ray diagnostic apparatus operates as follows.

При исследовании легких пациент становится вертикально на площадку 44 и прижимается грудью к рентгенопрозрачной деке 45, закрепленной на стойке 46 перед регистратором 12. Штурвалом 14 рентгеновский излучатель 11 смещают на должное фокусное расстояние. Рентгенография производится путем сканирования легких пациента узким вертикальным веерным рентгеновским пучком при равномерном перемещении горизонтальной каретки 5 электродвигателем 7. При этом опорный цилиндр 17 подключен электромагнитной муфтой 19 к редуктору 20 и совершает равномерное вращение. Рентгеновское изображение записывается на люминофоре запоминающего экрана 18, который подключен к источнику питания 36. When examining the lungs, the patient stands vertically on the platform 44 and presses his chest against the X-ray transparent deck 45, mounted on the counter 46 in front of the recorder 12. With the steering wheel 14, the X-ray emitter 11 is shifted to the proper focal length. X-ray diffraction is performed by scanning the patient’s lungs with a narrow vertical fan-shaped x-ray beam with uniform movement of the horizontal carriage 5 by the electric motor 7. In this case, the supporting cylinder 17 is connected by an electromagnetic clutch 19 to the gearbox 20 and performs uniform rotation. An x-ray image is recorded on the phosphor of the storage screen 18, which is connected to a power source 36.

Для дистанционной передачи информации после отключения электромагнитной муфты 20 нижняя ось 24 опорного цилиндра 17 соединяется электромагнитной муфтой 25 с редуктором 26, после чего включается гистерезисный электродвигатель 27, который обеспечивает равномерное перемещение опорного цилиндра со строго определенной скоростью и равномерное перемещение дополнительной каретки 29. Считывание скрытого изображения производится при облучении люминофора инфракрасным лазером 47. Под действием лазерного облучения происходит освобождение накопленной на люминофоре энергии в виде вспышек света, которые проецируются объективом 32 на фотокатод ФЭУ 33. При равномерном перемещении каретки 29 вдоль образующей опорного цилиндра 17, который совершает равномерное вращение, происходит последовательное считывание информации, записанной на люминофоре запоминающего экрана 18. Вспышки видимого света преобразуются с помощью ФЭУ в серию электрических сигналов и далее - в цифровые сигналы. Так как спектр частот рентгеновского изображения имеет составляющие, близкие к нулевым, что не позволяет непосредственно передать сигнал по каналу связи, например телефонной линии, необходимо предварительное преобразование сигнала, которое осуществляется с помощью амплитудного модулятора 41. Сигнал с выхода модулятора 41 поступает на усилитель 43 и далее в канал связи. При работе на скорости 250 об/мин между выходом аппарата и каналом связи включается фильтр (не показан), ограничивающий сетевые помехи.To remotely transmit information after disconnecting the electromagnetic clutch 20, the lower axis 24 of the support cylinder 17 is connected by the electromagnetic clutch 25 to the gearbox 26, after which the hysteresis motor 27 is turned on, which ensures uniform movement of the support cylinder at a strictly defined speed and uniform movement of the additional carriage 29. Reading the latent image produced by irradiating the phosphor with an infrared laser 47. Under the action of laser irradiation, the accumulated the energy in the phosphor in the form of flashes of light that are projected by the lens 32 onto the photocathode of the photomultiplier 33. When the carriage 29 is uniformly moved along the generatrix of the supporting cylinder 17, which rotates uniformly, the information recorded on the phosphor of the memory screen 18 is sequentially read. using a PMT into a series of electrical signals and then into digital signals. Since the frequency spectrum of the x-ray image has components that are close to zero, which does not allow you to directly transmit the signal through a communication channel, such as a telephone line, you must first convert the signal, which is performed using the amplitude modulator 41. The signal from the output of the modulator 41 is fed to the amplifier 43 and further into the communication channel. When operating at a speed of 250 rpm between the device output and the communication channel, a filter (not shown) is switched on, limiting network interference.

В центре обработки рентгенограмм сигнал может быть принят на стандартный фототелеграфный аппарат типа «Нева», который позволяет при скорости передачи 250 об/мин в течение 5 мин записать на фотобумаге передаваемую рентгенограмму.In the X-ray processing center, the signal can be received on a standard Neva-type photographic telegraph apparatus, which allows recording a transmitted x-ray on photographic paper at a transmission speed of 250 rpm for 5 minutes.

Обработка полученных снимков в специализированном центре, где работают высококвалифицированные врачи, позволяет существенно повысить качество рентгенодиагностики.Processing the obtained images in a specialized center, where highly qualified doctors work, can significantly improve the quality of x-ray diagnostics.

Claims

A digital X-ray diagnostic apparatus containing power supply, control units and a tripod including a support column on which vertical and horizontal carriages are mounted, the latter is movable at a constant speed and an x-ray emitter with a slit diaphragm and a cassette with x-ray sensitive material mounted on the support are mounted on it cylinder mounted for rotation, synchronized with the movement of the horizontal carriage, the cartridge has a protective housing with a slot diameter rgma located in the same plane with the slit aperture of the x-ray emitter, characterized in that it is equipped with a photodetector with a power source and a modulator located on an additional carriage mounted with the possibility of uniform movement parallel to the generatrix of the supporting cylinder, a lens, through which the photodetector is optically connected with an x-ray sensitive material, which is used as a storage screen, a carrier frequency generator and an output amplifier, between which The photodetector modulator, tuning fork generator, gearbox with a hysteresis synchronous motor controlled by the latter, and also an electromagnetic clutch connecting the support cylinder to the gearbox are located.