RU104441U1

RU104441U1 - Устройство для радионуклеидной диагностики пациентов

Info

Publication number: RU104441U1
Application number: RU2010142792/14U
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Бессонов; Виктор Александрович Воронков; Сергей Николаевич Кузин; Валерий Анатольевич Пахотин; Владимир Васильевич Корнеев
Original assignee: ФГОУ ВПО Российский государственный университет имени Имамануила Канта (РГУ им. И. Канта)
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2011-05-20

Abstract

Устройство для радионуклеидной диагностики пациентов, выполненное в виде гамма-камеры, содержащей коллиматор, сцинтилляционный кристалл, фотоэлектронные умножители, контроллер, а также устройство обработки и визуализации сигнала, отличающееся тем, что в конструкцию камеры введен трехканальный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) со встроенным USB-портом для оцифровки аналоговых сигналов и передачи их в персональный компьютер врача, выполняющий функцию устройства визуализации.

Description

Техническое решение относится к медицинской технике, а именно к медицинским диагностическим гамма-камерам, предназначенным для ранней диагностики опухолей и других заболеваний путем визуализации распределения радиоактивных препаратов, вводимых в организм человека с диагностической целью.

Суть подобного метода диагностики заключается в том, что больному вводят фармпрепарат, соединенный с радионуклидной меткой. В зависимости от введенного радиофармпрепарата (РФП) он накапливается в том или ином органе. Радиоактивная метка, химически связанная с фармпрепаратом, излучает гамма-кванты и, таким образом, является индикатором его распределения. Сцинтилляционный кристалл NaI(Tl) под воздействием гамма-излучения излучает фотоны видимого света (сцинтилляции). Особенности такого распределения позволяют диагностировать различные заболевания, определять распространенность патологического процесса, оценивать функциональное состояние органов и физиологических систем и определять эффективность лечения. Задачей гамма-камеры является регистрация гамма-квантов, испускаемых меткой, восстановление по этим данным картины распределения радиофармпрепарата в организме пациента, представление его в удобной форме на экране компьютера и предоставление врачу необходимой информации для обработки медицинских изображений и постановки диагноза.

Таким образом, гамма камера - основной инструмент современной радионуклеидной диагностики. Гамма-камеры предназначены для визуализации и исследования кинетики радиофармпрепаратов во внутренних органах и физиологических системах организма пациента с целью ранней диагностики онкологических, сердечно-сосудистых и других заболеваний человека. Гамма-камеры применяются в лабораториях радиоизотопной диагностики городских клинических больниц, научно-исследовательских медицинских институтов, онкодиспансерах и других медицинских учреждений.

Известны гамма-камеры типа Энжера для формирования изображения в цифровом виде, начиная с преобразования в цифровой код сигнала с каждого фотоэлектронного умножителя. При этом используется алгоритм обработки взвешенного среднего.

К недостаткам таких гамма-камер можно отнести невысокое качество получаемых в них изображений вследствие периодических линейных искажений по всему полю видения.

Известна также «Гамма-камера с прямоугольным полем видения» по патенту РФ №2151552, МПК А61В 6/00, заявл. 26.10.1999, опубл. 27.06.2000, содержащая: коллиматор, сцинтилляционный кристалл, фотоприемник, суммирующие усилители, цифровые преобразователи, сумматор, два блока обработки сигналов, устройство сбора и обработки информации, а также устройство визуализации.

К недостаткам данной гамма-камеры следует, на наш взгляд, отнести существенную продолжительность процесса сбора и обработки информации для получения достоверного результата.

Наиболее близким техническим решением для заявляемого является «Сцинтилляционная гамма-камера марки MB - 9100, (F 285 - 11:19) производства Комбината «Гамма», Будапешт, Венгрия (инструкция по эксплуатации прилагается). Данная гамма-камера принята нами в качестве прототипа.

Фотография известной гамма-камеры показана на фиг.1.

Гамма-камера содержит: коллиматор, сцинтилляционный кристалл и фотоэлектронные умножители (ФЭУ), размещенные в корпусе цилиндрической формы. При этом, размер сцинтилляционного кристалла может быть в пределах от 25 до 40 сантиметров и около 1 см. толщиной.

Гамма-камера включает также цифровой преобразователь, специальный компьютер и устройство визуализации, выполненное в виде осциллографа.

Выход из строя компьютера либо иного устройства, или утеря оригинального программного обеспечения приводят весь комплекс в неработоспособное состояние.

Эти обстоятельства являются основными недостатками прототипа.

Целью нового технического решения является увеличение срока службы устройства в целом, повышение надежности работы гамма-камеры, а также повышение удобства в ее эксплуатации (дешевизна и простота ремонта).

Поставленная цель достигается тем, что в гамма-камере, содержащей коллиматор, сцинтилляционный кристалл, фотоэлектронные умножители, контроллер, а также устройство обработки и визуализации сигнала, в конструкцию камеры введен трехканальный аналогоцифровой преобразователь (АЦП) со встроенным USB-портом для оцифровки аналоговых сигналов и передачи их в персональный компьютер врача, который выполняет функцию устройства визуализации.

Преимуществом нашего устройства является то, что встроенный модуль цифрового преобразователя авторы заменили на внешний, параметры которого позволяют оцифровывать аналоговые сигналы (X, Y, Z) без потери информации и передавать в компьютер для обработки по USB интерфейсу. Это позволяет использовать более широкую линейку компьютеров, в том числе и ноутбуки, а также современное программное обеспечение. Замена модуля съема аналоговой информации совместно с современным программным обеспечением позволяет обеспечить гамма камерам, отработавшим 8-10 лет, новую жизнь; кроме того, они приобретают новые современные технические характеристики (разрешающая способность, однородность поля, мобильность, легкая заменяемость оборудования для обработки изображения, подверженного моральному устареванию.

Сущность технического решения поясняется рисунками, где:

на фиг.1. показана фотография известной гамма-камеры, принятой за прототип;

на фиг.2 схематично изображена известная гамма-камера (прототип);

на фиг.3 схематично изображена заявляемая гамма-камера;

на фиг.4 приведена фотография заявляемого устройства.

Заявляемая конструкция гамма-камеры включает коллиматор 1, сцинтилляционный кристалл 2, фотоэлектронные умножители 3, цифровой 3-х, 4-х канальный, имеющий USB интерфейс Е20-10 фирмы L-cardy (4), а также персональный компьютер 5 для визуализации изображения (фиг.3)

Устройство работает следующим образом:

Больному вводят фармпрепарат, соединенный с радионуклидной меткой. В зависимости от введенного радиофармпрепарата (РФП) он накапливается в том или ином органе. Радиоактивная метка, химически связанная с фармпрепаратом, излучает гамма-кванты и, таким образом, является индикатором его распределения. Сцинтилляционный кристалл NaI(Tl) 2 под воздействием гамма-излучения излучает фотоны видимого света (сцинтилляции). Сцинтилляции в кристалле регистрируются с помощью большого количества фотоэлектронных умножителей (ФЭУ) 3, сигнал с которых проходит предварительную обработку. На выходе получают значение координат световой вспышки Х, У и сигнал Z ее интенсивности. Эти сигналы сначала поступают на цифровой преобразователь 4, а затем в обычный компьютер 5 врача, где с помощью специальной программы осуществляют их окончательную обработку. Таким образом, встроенный модуль цифрового преобразователя спецкомпьютера заменен на 3х(4х) канальный цифровой преобразователь, имеющий USB интерфейс Е20-10 (4), параметры которого позволяют оцифровывать аналоговые сигналы (X, Y, Z) без потери информации и передавать в компьютер 5 для обработки по USB интерфейсу. Это позволяет использовать более широкую линейку компьютеров, в том числе и ноутбуки, а также современное программное обеспечение.