SU987485A1 - Зонд дл внутриполостного рентгенофлуоресцентного анализа - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к медицине и может быть использовано дл  диагностики различных заболеваний, например опухолей, путем анализа элементного состава тканей изнутри, преимущественно внутри прот женных полостей (пр ма  кишка, пищевод и т.п.)..

Известны устройства, позвол ющие осуществл ть диагностику некоторых заболеваний методом рентгено-флуоресцентного анализа элементного состава тканей, в частности,диагностика онкологических заболеваний заключаетс  в определении степени отклонени  от нормй концентрации определенных химических элементов в исследуемой ткани. Такие устройства содержат источник излучени  в коллиматоре, детектор излучени , чаще всего полупроводниковый , охлаждаемый жидким азотом, усилитель и регистратор, в качестве которого обычно используют многоканальный анализатор импульсов tl 1.

Недостатком этих устройств  вл ютс  большие габариты блоков детектировани , св занные с необходимостью их глубокого -охлаждени , что позвол ет анализировать состав только наружных и подкожных тканей и практически исключает внутриполостные исследовани , например тканей пр мой с кишки, пищевода и т.п.

Известно также устройство дл  измерени  содержани  свинца в зубах рентгенофлуоресцентным методом, состо щее из закрытого точечного радио10 изотопного источника на основе ;о, помещенного в цилиндрический танталовый (выходной) коллиматор, охлаждаемого жидким азотом германиевого детектора, помещённого в танталовую 5 же защиту (входной коллиматор) и танталового пропускающего окна, выполненного заодно с корпусом защиты, i Щель в цилиндрическом коллиматоре направл ет пучок возбуждающего из-,

20 лучени  на передние зубы пациентов (детей) , которые располаг.зиотс  вблизи пропускающего окна детектора перед , ним. Вторичное излучение от зубов регистрируетс  детектором и после усиле25 ни  его сигналов анализируетс  с помощью многокансшьного амплитудного анализатора. По спектрам характеристического рентгеновского излучени  от зубов и известному количеству

30 свинца в растворе, измеренном в тех

же услови х, суд т о концентрации накопленного в зубах свинца Г2.

Недостатком известного устройства также  вл етс  необходимость глубокого охлаждени  детектора при работе и св занные в этим большие габариты блока детектировани , исключающие его применение дл  внутриполостных исследований;

Наиболее близким к изобретению техническим решением  вл етс  зонд дл  внутриполостного рентгенофлуоресцентного анализа, содержащий заключенные в герметичный корпус с бериллиевым окном коллимирующую систему , образующую две конические щели , вершины которых лежат на оси зода , а основани  обращены друг к другу , радиоизотопный источник излучени , расположенный в вершине одной щели, и полупроводниковый детектор излучени  в едином блоке с согласующим каскадом предусилител , расположенный в вершине другой щели 3 .

Недостатком этого зонда, осуществл ющего центральную геометрию облучени  и регистрацию вторичного излучени ,  вл етс  невозможность определени  расположени  пораженног участка ткани по сечению полости.

Цель изобретени  - нахождение места локализации пораженного участка ткани по сечению полости.

Поставленна  цель достигаетс  те что в зонде дл  внутриполостного рентгенофлуоресцентного анализа, содержащем заключенные в герметичный корпус с бериллиевым окном коллимирующую систему, образующую две конические щели, вершины которых лежат по оси зонда, а основани  обращены друг к другу, радиоизотопный источник, излучени , расположенный в вершине одной щели, и полупроводниковый детектор излучени  в едином блоке с согласующим каскадом предусилител , расположенный в вершине другой щели, внутри конической щели с расположеннБгм в ней детектором соосно со щелью размещен кольцеобразный защитный экран прорезью по образующей, установленный с возможностью продольного перемещени  в просвете щели коллиматора на всю ее ширину.

На чертеже приведена схема зонда

Схема зонда содержит корпус 1, выполненный с дюралюмини  толщиной 0,5-0,7 мм и наружным диаметром 1525 мм с кольцевым окном 2 из берилли , передний торец корпуса закругле дл  лучшего прохождени  в полость. Коллимирующа  система, образующа  две конические щели 3 и 4, состоит иэ защитных экранов 5-8 из олова или свинца. Кажда  коническа  щель образована двум  коническими концентрическими поверхност ми. Оба коллиматора расположены по одной оси так, что их щели осесимметричны. Ширина щелей составл ет 2-4 мм в вершинах и 3-6 мм у оснований. Угол, под которым встречаютс  щели входного и выходного коллиматоров, составл ет 70-110° и соответствует углу при котором выход однократно рассе нного в ткани излучени  минимален. Обращенные друг к другу основани  щелей коллиматоров герметично закрыты пропускающим окном из бериллиевой фольги толщиной 0,05-0,25 мм в виде кольца с наружным диаметром, соответствующим внешнему.диаметру корпуса .

в вершине щели одного коллиматора расположен радиоизотопный источник 9 излучени .. Источники излучени  могут быть на основе нуклидов , , или других с энергией излучени , достаточной дл  возбуждени  характеристического излучени  исследуемых химических элементов. В вершине конической щели 4 помещен полупроводниковый детектор 10 излучени  диаметром 5-8 мм и толщиной 0,52 ,0 мм. В предлагаемой конструкции использован неохлаждаемый спектро .метрический детектор на основе монокристалла иодида ртути (Hglj), имеющий широкую область спектральной чувствительности (3-300 кэВ) и позвол ющий работать с любым из перечисленных источников излучени . Детектор гальванически соединен с затвором малошум щегр полевого транзистора согласующего каскада 11 предусилител . Детектор и согласующий каскад представл ют собой единый блок детектировани , габариты которого определ ютс  размерами полевого транзистора (безкорпусное оформление) и указанными габаритами детектора. Дл  перехода от кольцевого обзора исследуемой .Йолости к локальному во входной коллиматор встроен управл емый защитный экран 12, выполненный иэ свинца (тантала, вольфрама и т.п.) толщиной 0,5-1,0 мм в виде кольца диаметром 12-20 мм и длиной 10-15 мм Вдоль образующей цилиндрической поверхности экрана имеетс  прорезь 13 шириной 2-5 мм и длиной 6-10 мм. При выдвигании экран перекрывает кольцевую входную щель коллиматора, оставл   открытым только окно, сечение которого определ етс  раствором щели входного Коллиматора у основани  (3-6 мм) и шириной прорези экрана (2-5 мм). Задн   торцова  часть зонда имеет контактные разъемы дл  подключени  предусилител  и кабел  питани  блока детектировани , а также отверстие дл  штока управлени  зёццитным экраном.

Зонд работает следующим образом.

Излучение ралиочзотопного источника возбуждает характеристическое рентгеновское излучение химических элементов исследуемой ткани в кольцвой области, прилегающей к бериллиевому okHy зонда. Это излучение регистрируетс  детектором излучени  через щель входного коллиматора. Выходной коллиматор формирует пучок возбуждающего излучени  так, чтобы он попадал в указанную область исследуемой ткани под нужным углом, а входной коллиматор позвол ет регистрировать вторичное излучение пробы под углом, соответствующим минимальному вкладу рассе нного излучени . Сигнал с детектора через согласующий каскад поступает на предусиЛитель и далее через основной усилитель - на амплитудный анализатор и схему регистрации и вывода данных. С помощью управл емого защитного зкрана перекрываетс  щель входного коллиматора при переходе от кольцевого обзора к локальному. При этом вторичное излучение регистрируетс  не из кольцевого объема исследуемой ткани вокруг пропускающег окна, а только из его части, соответствующей положению прорези в защитном экране.

Методика измерений элементного состава внутриполостных тканей с помощью зонда состоит в следующем. Зонд с открытым защитным,экраном ввод т в исследуемую полость и продвигают по ее длине. Одновременно регистрируют характеристическое излучение наиболее информативного (дл  данного заболевани ) химического элемента. В случае обнаружени  аномалии при положении зонда, отвечающем ее максимуму, перекрывают щель входного коллиматора защитным экраном и, медленно враща  зонд вокруг его оси, наход т положение максимума аномалии по периметру вы вленного кольцевого объема ткани. Таким образом, по глубине погружени  зонда и углу его поворота определ ют место локализации наиболее пораженного участка ткани и его границы . При необходимости с помощью L многоканального амплитудного аиализатора регистрируют весь спектр рентгеновского излучени  этого участка ткани с получением информации о содержании в нем нескольких химических элементов одновременно,что позвол ет

производить дифференциальную диагностику опухолей (или других заболеваний ) по отклонению от нормы (непо1Ьаженные s jacTKH тканей) концентраций определ емых элементов

или их соотнс аений.

Claims (3)

1.Авторское свидетельство СССР О 764660, кл. А 61 В 10/00, 1977.

2.K.Schuster. Measurement of Lead Content of Chiedrens Teeth in

45 situ by X-Ray FEuorescence,- Phys.

in Med.Bioe.,-,20, 6, 1975, .p. 56-63.

3.Леман Е.П. Рентгенорадиометрический метод опробовани  месторожсп дени  цветных и редких металлов. ИЗД.2, Л., Недра 1978, с,127 (прототип). 5 J ff . A. N.X XXX. /jr / fff f f f л+х г ггг ffff n/fei yct/ ifmf A Off/i - ff ffjfffjff/ffc/i у ffjre/fy /jeetfc/n/fffyffy