RU2256403C1

RU2256403C1 - Universal medical x-ray cassette

Info

Publication number: RU2256403C1
Application number: RU2004107420/14A
Authority: RU
Inventors: К.А. Резник (RU); К.А. Резник
Original assignee: Резник Константин Анатольевич
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-07-20
Also published as: WO2005088392A1

Abstract

FIELD: medical equipment.

SUBSTANCE: medical x-ray cassette belongs to cassettes with amplifying x-ray screens. Universal cassette has case made of sheet material. Case is provided with front and back caps. Front and back amplifying screens sensitive in green range of spectrum are mounted inside the case for placing x-ray film between them; the film has two-sided emulsion layer. Front amplifying screen is made to be sensitive in blue range of spectrum. Linear ration of amplifying influence of the screens depends on power of x-ray radiation.

EFFECT: improved sensitivity of x-ray photos within the whole range of energy of x-ray radiation.

3 cl, 2 dwg, 2ex

Description

Изобретение относится к медицинской промышленности, в частности к производству рентгеновских кассет с усиливающими рентгеновскими экранами, применяемыми в медицине.The invention relates to the medical industry, in particular to the production of x-ray cassettes with amplifying x-ray screens used in medicine.

В настоящее время в рентгенотехнике широко стали применяться цифровые рентгеновские аппараты, использующие безпленочную технологию получения снимков, которая имеет ряд существенных преимуществ перед традиционной пленочной рентгенографией, в частности, такие как возможность активной работы со снимком в части увеличения отдельных фрагментов изображения при одновременном усилении или ослаблении плотности изображения, возможность пересылки снимков через Интернет для получения консультаций у специалистов и т.п. Однако у пленочной рентгенографии имеется ряд своих преимуществ, не доступных пока цифровой технологии. К таким преимуществам следует отнести:At present, digital x-ray machines that use filmless technology for acquiring images, which has a number of significant advantages over traditional film radiography, have become widely used in x-ray technology, in particular, such as the ability to actively work with the image in terms of increasing individual fragments of the image while enhancing or decreasing the density images, the ability to send pictures over the Internet for expert advice, etc. However, film radiography has a number of advantages not yet available in digital technology. These benefits include:

- высокое пространственное разрешение, которое может достигать до 10 пар лин/мм (для цифровых изображений разрешение не превышает 2-4 пар лин/мм);- high spatial resolution, which can reach up to 10 pairs of lines / mm (for digital images, the resolution does not exceed 2-4 pairs of lines / mm);

- привычный для рентгенологов ракурс изображения - рентгеновские лучи исходят из точки фокуса трубки, тогда как в большинстве цифровых аппаратов, это веерный сканирующий пучок (в обоих случаях форма органов отличается друг от друга);- image angle familiar to radiologists - x-rays come from the focal point of the tube, while in most digital devices, this is a fan scanning beam (in both cases the shape of the organs differs from each other);

- стоимость обычных рентгеновских аппаратов во много раз дешевле цифровых аппаратов, поэтому установка дорогих цифровых аппаратов в районных поликлиниках или больницах остается проблематичной.- the cost of conventional X-ray machines is many times cheaper than digital devices, so the installation of expensive digital devices in district clinics or hospitals remains problematic.

Указанные преимущества рентгеновских пленочных аппаратов во многом связаны с использованием рентгеновских кассет с усиливающими экранами, люминесцентные свойства которых способны увеличить чувствительность пленки в 10-100 раз, хотя при этом частично ухудшается разрешающая способность снимка. В настоящее время используются пленки синечувствительные (чувствительность которых лежит в сине-фиолетовой части спектра излучения - с длиной волны излучения около 400 нм) и зеленочувствительные (чувствительность которых лежит в зеленой части спектра излучения - с длиной волны излучения около 545 нм).The indicated advantages of X-ray film machines are largely associated with the use of X-ray cartridges with amplifying screens, the luminescent properties of which can increase the sensitivity of the film by 10-100 times, although the resolution of the image is partially impaired. Currently, blue-sensitive films are used (the sensitivity of which lies in the blue-violet part of the radiation spectrum - with a radiation wavelength of about 400 nm) and green-sensitive films (whose sensitivity lies in the green part of the radiation spectrum - with a radiation wavelength of about 545 nm).

Известна медицинская рентгеновская кассета с синечувствительными усиливающими люминесцентными экранами (см. В.К.Шмелев. Рентгеновские аппараты. М.: Энергия, 1973 г., стр. 33-35), включающая корпус из листового алюминия с передней и задней крышками, в котором установлены передний и задний синечувствительные усиливающие экраны, между которыми размещена рентгеновская пленка с двухсторонним эмульсионным слоем. Каждый из экранов при облучении его рентгеновским излучением засвечивает прилегающий к нему эмульсионный слой пленки, тем самым повышая чувствительность пленки в целом.Known medical X-ray cassette with synergistic amplifying luminescent screens (see V.K.Shmelev. X-ray devices. M: Energy, 1973, p. 33-35), comprising a sheet of aluminum housing with front and rear covers, in which front and rear blue-sensitive reinforcing screens are installed, between which an X-ray film with a two-sided emulsion layer is placed. Each of the screens, when irradiated with X-rays, illuminates the adjacent emulsion layer of the film, thereby increasing the sensitivity of the film as a whole.

Основными недостатками известной кассеты можно считать, во-первых, то, что синечувствительная пленка имеет пониженную чувствительность и контрастность, по сравнению с зеленочувствительной, что повышает дозовую нагрузку на пациента при том же качестве снимка и за счет увеличения времени экспозиции уменьшает срок службы рентгеновской трубки. Это связано с тем, что синечувствительные усиливающие экраны имеют линейно-падающую характеристику зависимости усиления экрана от энергии падающего рентгеновского излучения (напряжения на рентгеновской трубке). Это значит, что при увеличении энергии рентгеновского излучения свыше 100 кэВ, необходимой для обследования объемных органов (грудной клетки или тазобедренного сустава), происходит снижение чувствительности экрана, а значит, требуется дополнительное увеличение мощности излучения и, как следствие, увеличение дозовой нагрузки.The main disadvantages of the known cassette can be considered, firstly, that the blue-sensitive film has a lower sensitivity and contrast, compared with green-sensitive, which increases the dose load on the patient with the same image quality and by increasing the exposure time reduces the life of the x-ray tube. This is due to the fact that the blue-sensitive amplifying screens have a linearly falling characteristic of the dependence of the screen gain on the energy of the incident x-ray radiation (voltage on the x-ray tube). This means that with an increase in X-ray energy of more than 100 keV, which is necessary for examining volumetric organs (chest or hip joint), a decrease in the sensitivity of the screen occurs, which means that an additional increase in the radiation power and, as a result, an increase in the dose load are required.

Во-вторых, контрастность и чувствительность синечувствительной пленки имеет большую зависимость от условий фото обработки и используемых химических реактивов, чем зеленочувствительная, а значит, чаще приводит к браку и необходимости повторной съемки, и соответственно, увеличению дозовой нагрузки на пациента.Secondly, the contrast and sensitivity of the blue-sensitive film is more dependent on the conditions of the photo-processing and the chemicals used than the green-sensitive, and therefore more often leads to marriage and the need for re-shooting, and, accordingly, an increase in the dose load on the patient.

Кроме того, синечувствительная пленка имеет более высокую стоимость по сравнению с зеленочувствительной, что удорожает проведение рентгенологических обследований.In addition, the blue-sensitive film has a higher cost compared to the green-sensitive, which increases the cost of x-ray examinations.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является медицинская рентгеновская кассета с зеленочувствительными усиливающими люминесцентными экранами (см. Р.Пиццутиелло и Дж.Куллинан “Введение в медицинскую рентгенографию”, Компания Истман Кодак, отделение медицинской науки Рочестер, Нью Йорк, 1993 г., стр. 81-83, 91-92 [Перепечатано в России в 1996 г.]), включающая корпус из листового материала (пластмассы или металла) с передней и задней крышкой, в котором установлены передний и задний зеленочувствительные усиливающие экраны, между которыми размещена рентгеновская пленка с двухсторонним эмульсионным слоем, а между задней крышкой и усиливающим задним экраном размещен защитный слой, состоящий из свинцовой фольги.Closest to the claimed technical solution (prototype) is a medical X-ray cassette with green-sensitive amplifying luminescent screens (see R. Pizzutiello and J. Cullinan “Introduction to Medical Radiography”, Eastman Kodak Company, Department of Medical Science Rochester, New York, 1993 , pp. 81-83, 91-92 [Reprinted in Russia in 1996]), including a housing made of sheet material (plastic or metal) with a front and rear cover, in which the front and rear green-sensitive reinforcing screens are installed Between which is placed a double-sided X-ray film with an emulsion layer and between the back cover and back intensifying screen is placed a protective layer composed of a lead foil.

Основными недостатками известной кассеты можно считать, во-первых, то, что большинство ранее эксплуатируемых рентгеновских аппаратов оснащены старыми кассетами с синечувствительными усиливающими экранами и для их перевода на новые кассеты требуются значительные средства.The main disadvantages of the known cassette can be considered, firstly, the fact that most previously used x-ray machines are equipped with old cassettes with blue-sensitive amplifying screens and considerable funds are required to transfer them to new cassettes.

Во-вторых, установленные в кассете зеленочувствительные экраны на низких энергиях падающего рентгеновского излучения (до 50 кэВ) имеют пониженную чувствительность, что требует увеличения дозовых нагрузок при получении снимков малоразмерных объектов, например, конечностей, головы или зубов.Secondly, green-sensitive screens installed in the cassette at low incident X-ray energies (up to 50 keV) have a reduced sensitivity, which requires an increase in dose loads when taking images of small objects, for example, limbs, head or teeth.

Технической задачей, решаемой настоящим изобретением является устранение указанных недостатков, а именно создание универсальной кассеты, способной эффективно функционировать как с синечувствительными пленками, так и с зеленочувствительными пленками, причем с высокой чувствительностью во всем диапазоне энергий рентгеновского излучения.The technical problem solved by the present invention is to remedy these disadvantages, namely the creation of a universal cassette capable of functioning effectively with both blue-sensitive films and green-sensitive films, with high sensitivity in the entire range of x-ray energies.

Указанная техническая задача в универсальной медицинской рентгеновской кассете, включающей корпус из листового материала с передней и задней крышками, в котором установлены передний и задний усиливающие экраны, между которыми размещена рентгеновская пленка с двухсторонним эмульсионным слоем, достигается тем, что в качестве переднего усиливающего экрана используется синечувствительный экран, а в качестве заднего экрана - зеленочувствительный экран.The specified technical problem in a universal medical x-ray cassette, which includes a sheet of metal material with front and rear covers, in which the front and rear reinforcing screens are installed, between which there is an x-ray film with a two-sided emulsion layer, is achieved by using a blue-sensitive as the front reinforcing screen screen, and as a back screen - a green screen.

Указанное выполнение кассеты позволяет одновременно устранить все недостатки кассет, работающих как с синечувствительной, так и с зеленочувствительной пленками, т.е. благодаря указанному сочетанию усиливающих экранов кассета одинаково хорошо работает с обоими видами пленок, причем она эффективно работает во всем диапазоне энергий рентгеновского излучения, что не имеет аналогов среди известных технических решений, а значит, соответствует критерию “изобретательский уровень”.The indicated cartridge design allows to simultaneously eliminate all the drawbacks of the cassettes working with both blue-sensitive and green-sensitive films, i.e. thanks to the indicated combination of reinforcing screens, the cassette works equally well with both types of films, moreover, it works effectively in the entire range of x-ray energies, which has no analogues among the known technical solutions, which means that it meets the criterion of “inventive step”.

На фиг.1 представлен рисунок, поясняющий взаимодействие заявляемой кассеты с падающим рентгеновским излучением. Заявляемая кассета включает: корпус из листового материала с передней 1 и задней 2 крышками, в котором установлены передний усиливающий синечувствительный экран 3 и задний усиливающий зеленочувствительный экран 4, между которыми размещена рентгеновская пленка 5 с двухсторонним эмульсионным слоем 6. На кассету из фокуса рентгеновской трубки 7 падает проходящее через обследуемый объект 8 рентгеновское излучение 9.Figure 1 presents a figure explaining the interaction of the inventive cartridge with incident x-ray radiation. The inventive cartridge includes: a sheet material body with a front 1 and a back 2 covers, in which a front reinforcing blue-sensitive screen 3 and a rear reinforcing green-sensitive screen 4 are installed, between which an X-ray film 5 with a two-sided emulsion layer 6 is placed. On the cartridge from the focus of the X-ray tube 7 X-ray radiation 9 passing through the examined object 8 is incident.

На фиг.2 представлены экспериментально полученные графики зависимости усиливающего действия экранов от напряжения на рентгеновской трубке, где: 10 - зависимость усиления синечувствительных экранов; 11 - зависимость усиления зеленочувствительных экранов; 12 - зависимость усиления экранов по предлагаемому техническому решению.Figure 2 presents the experimentally obtained graphs of the dependence of the amplifying action of the screens on the voltage on the x-ray tube, where: 10 - dependence of the gain of the blue-sensitive screens; 11 - gain dependence of green screens; 12 - dependence of the gain of the screens according to the proposed technical solution.

Заявляемая кассета работает следующим образом. Падающее из фокуса рентгеновской трубки 7 рентгеновское излучение 9 проходит через обследуемый объект 8 и засвечивает кассету. При этом низкоэнергетическая часть рентгеновского излучения 9 поглощается синечувствительным экраном 3, где преобразуется в синий свет оптического диапазона, который засвечивает передний эмульсионный слой 6. Более высокоэнергетическая часть рентгеновского излучения 9 доходит до зеленочувствительного экрана 4, где преобразуется в зеленый свет оптического диапазона, который засвечивает задний эмульсионный слой 6. Этим достигается линейная зависимость усиливающего действия экранов в зависимости от энергии рентгеновского излучения.The inventive cartridge operates as follows. The x-ray radiation 9 incident from the focus of the x-ray tube 7 passes through the object under examination 8 and illuminates the cassette. In this case, the low-energy part of the X-ray radiation 9 is absorbed by the blue-sensitive screen 3, where it is converted into blue light of the optical range, which illuminates the front emulsion layer 6. The higher-energy part of the X-ray radiation 9 reaches the green-sensitive screen 4, where it is converted into green light of the optical range, which illuminates the back emulsion layer 6. This achieves a linear dependence of the enhancing action of the screens, depending on the energy of x-ray radiation.

Конкретные варианты реализации заявляемого технического решения приведены в следующих примерах.Specific embodiments of the claimed technical solution are given in the following examples.

Пример 1. В заявляемой кассете в качестве переднего усиливающего синечувствительного экрана 3 используется экран на основе Y₂O₂S:Тb, а в качестве усиливающего зеленочувствительного экрана - экран на основе Gd₂O₂S:Tb.Example 1. In the claimed cassette, a screen based on Y ₂ O ₂ S: Tb is used as a front reinforcing blue-sensitive screen 3, and a screen based on Gd ₂ O ₂ S: Tb is used as a green reinforcing screen.

Пример 2. В заявляемой кассете в качестве переднего усиливающего синечувствительного экрана 3 используется экран на основе Y(TaO)₄:Nb, а в качестве усиливающего зеленочувствительного экрана - экран на основе La₂O₂S:Tb.Example 2. In the claimed cassette, a screen based on Y (TaO) ₄ : Nb is used as a front reinforcing blue-sensitive screen 3, and a screen based on La ₂ O ₂ S: Tb is used as a green reinforcing screen.

Таким образом, предлагаемая универсальная медицинская рентгеновская кассета позволяет эффективно использовать ее как с синечувствительной, так и с зеленочувствительной пленкой.Thus, the proposed universal medical x-ray cassette allows you to effectively use it with both blue-sensitive and green-sensitive film.

Claims

1. A universal medical x-ray cassette, comprising a sheet metal case with front and rear covers, in which front and rear green-sensitive reinforcing screens are installed with the possibility of placing an x-ray film between them with a double-sided emulsion layer, characterized in that the front reinforcing screen is made blue-sensitive, with the possibility of obtaining a linear dependence of the amplifying action of the screens depending on the energy of x-ray radiation.

2. The cassette according to claim 1, characterized in that the blue-sensitive screen is made on the basis of Y ₂ O ₂ S: Tb or Y (TaO) ₄ : Nb.

3. The cartridge according to claim 1, characterized in that the green-sensitive screen is made on the basis of Gd ₂ About ₂ S: Tb or La ₂ About ₂ S: Tb.