УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТЕРЕОФЛЮОРОГРАФИИ Российский патент 2002 года по МПК A61B6/02 

Изобретение относится к области медицинской рентгенотехники н предназначено для получения стереопары измерительных рентгенофлюорографических снимков при съемке пациента с различным увеличением.

Известно устройство для стереофлюорографии, содержащее рентгеновскую трубку, подключенную к высоковольтному генератору, имеющему пульт управления, и флюорографическую камеру, закрепленную посредством кронштейна на поворотной платформе, на которой находится и пациент во время съемки. Стереопара рентгенофлюорографических снимков производится методом симметричного разворота флюорографической камеры совместно с пациентом относительно неподвижной рентгеновской трубки [1, с.270].

Известно также устройство для стереофлюорографии, содержащее рентгеновскую трубку, подключенную к высоковольтному генератору, имеющему пульт управления, флюорографическую камеру и поворотное кресло пациента, установленное перед камерой. Стереопара флюорографических снимков производится методом разворота пациента относительно неподвижных рентгеновской трубки и флюорографической камеры [2, с.30].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для стереофлюорографии, содержащее рентгеновскую трубку, подключенную к высоковольтному генератору, флюорографическую камеру, установленную на штативе, пульт управления н подножку пациента [3]. Подножка пациента состоит из двух металлических дисков, между которыми находится обойма с шариками. Диски соединены между собой центральной осью. Эта конструкция обеспечивает вращение верхнего диска вокруг центральной оси вправо и влево. Угол поворота можно регулировать с помощью ограничителя, который содержит два винта, установленных в отверстия шкалы угла поворота, расположенную на верхнем диске, и стрелку, находящуюся между винтами и соединенную с нижним диском. К основанию нижнего диска прикреплены четыре ролика, обеспечивающие возможность перемещения подножки пациента в любом направлении. На верхнем диске закреплены стойки в виде парных вертикальных труб, в которые вставлена подвижная рамка. Над средней частью рамки закреплен подбородник, предназначенный для центрирования пациента относительно экрана флюорографа. Для получения стереофлюорограмм подножка устанавливается вблизи входного окна флюорографической камеры. Стереопару флюорографических снимков получают методом попорота пациента, находящегося на подножке, на угол стереофлюорографии относительно неподвижных рентгеновской трубки и флюорографа.

Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, предназначено для получения стереопары флюорографических снимков, которые используются для стереоскопического анализа внутренней структуры объекта съемки, преимущественно легких. Этот анализ чисто качественный, так как эти снимки не являются измерительными. По ним не удается определить точные размеры и местоположения анатомических структур и обнаруженной патологии.

Для получения измерительной стереопары рентгенофлюорографических снимков, которые обрабатываются известными методами рентгеновской фотограмметрии, необходимо строгое выполнение следующих рентгенофотограмметрических требований:
1) ось вращения диска подножки пациента должна находиться в плоскости главного луча рентгеновской трубки;
2) расстояние от оси вращения диска подножки пациента до флюоресцирующего экрана флюорографической камеры должно быть строго известно:
3) подножка пациента должна сохранять стабильное положение при получении первого и второго снимков стереопары;
4) при стереофлюорографии с различной степенью увеличения базис съемки должен оставаться постоянным.

Конструкция известного устройства для стереофлюорографии не обеспечивает выполнение указанных требований.

Технический результат, достигаемый при использовании предложенного устройства, заключается в обеспечении соблюдения рентгенофотограмметрических требований при съемке с различной степенью увеличения для точной томпометрии анатомических структур и обнаруженной патологии.

Данный технический результат достигается тем, что в устройстве для стереофлюорографии. содержащем рентгеновскую трубку, подключенную к высоковольтному генератору, флюорографическую камеру, закрепленную на штативе, пульт управления и подножку пациента, выполненную в виде горизонтального диска с вертикальной рамкой, закрепленного на неподвижном основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на угол стереофлюорографии, задаваемый ограничителем угла поворота, основание подножки механически соединено с основанием штатива флюорографической камеры посредством посадочных гнезд, при этом ось вращения диска находится в плоскости главного луча рентгеновской трубки, диск закреплен на каретке с возможностью перемещения параллельно главному лучу рентгеновской трубки посредством электромеханического привода, выполненного в виде электродвигателя реверсивного типа, и контроля перемещения по шкале, при этом ограничитель угла поворота диска выполнен в виде двух закрепленных на основании линеек, между которыми находится кулачок, жестко соединенный с диском, одна из линеек выполнена прямолинейной, а ее рабочая поверхность проходит параллельно главному лучу рентгеновской трубки, другая - имеет рабочую поверхность, характеризуемую уравнением

где r - расстояние от оси вращения диска до кулачка; f - фокусное расстояние флюорографии; s₀ - минимальное расстояние от оси вращения диска до экрана флюорографической камеры, s - удаление оси вращения диска от экрана флюорографической камеры при получении увеличенных стереофлюорограмм; γ₀ - угол поворота диска при s=s₀.

Рассмотрим теорию предложенного нами устройства для стереофлюорографии, используя геометрические построения, приведенные на фиг.1-3.

На фиг. 1 и фиг.2 показана геометрия получения стереопары рентгеновских снимков методом поворота объекта съемки ACDE относительно неподвижных рентгеновской трубки 1 и приемника рентгеновского излучения 2 - экрана флюорографической камеры. Объект съемки ACDE находится на поворотном диске 3, закрепленном на неподвижном основании 4. Ось вращения диска находится в точке О. Диск 3 закреплен на основании 4 с помощью механизма, позволяющего перемещать диск 3 параллельно направлению главного луча F₀ рентгеновской трубки 1. В точке F находится действительный фокус рентгеновской трубки 1. F₀=f - это фокусное расстояние рентгенографии.

На фиг.1 показана геометрия получения стереопары снимков при расстоянии между осью вращения диска 3 и плоскостью экрана 2, равном s₀. Фиг.1,а - получение фронтального снимка объекта съемки ACDE (первого снимка стереопары). Фиг.1,б - рентгенография объекта ACDE после его поворота на угол стереорентгенографии γ≈14^°. На фиг.1,в приведена эквивалентная схема стереорентгенографии объекта ACDE описанным способом. Данный вид съемки отвечает требованиям конвергентного случая стереорентгенографии [4, с.64]. Угол конвергенции γ равен углу поворота диска 3 (фиг.1,б). Базис стереорентгенографии b₁=2(f-s_o)sinγ/2 (1).

На фиг.2 показана геометрия стереофлюорографической съемки с увеличением. Флюорография с увеличением применяется для уточнения структуры выявленной патологии. В отличие от съемки, показанной на фиг.1, здесь ось диска 3 находится на удалении s от экрана 2. b₂=2(f-s)sinγ/2. (2) Так как s>s₀, b₂<b₁.

При проведении стереофлюорографии с увеличением для целей рентгенотопометрии, когда по стереопаре снимков определяются точные размеры и местоположение выявленной патологии, например туберкулезной каверны, изменение базиса съемки нежелательно. Это объясняется тем, что значение базиса стереофлюорографии входит в формулы преобразования координат, по которым производится вычисление искомой величины.

Для сохранения постоянного значения базиса стереофлюорографии при съемке с различной степенью увеличения объекта нами разработан механический корректор, содержащий две линейки. Линейка 5 имеет прямолинейную рабочую поверхность, проходящую параллельно главному лучу F₀ рентгеновской трубки 1 (фиг. 3). Вторая линейка 6 имеет криволинейную рабочую поверхность 7, характеризуемую уравнением

где r - расстояние от оси вращения диска до кулачка; f - фокусное расстояние флюорографии; s₀ - минимальное расстояние от оси вращения диска до экрана флюорографической камеры, s - удаление оси вращения диска от экрана флюорографической камеры при получении увеличенных стереофлюорограмм; γ₀ -угол поворота диска при s=s₀.

Уравнение (3) получено путем совместного решения уравнений (1) и (2) при условии b₁=b₂=const.

Между линейками 5 и 6 перемещается кулачек К, закрепленный на диске 3. Величина его полного перемещения определяет угол поворота диска 3. При положении оси диска 3 на расстоянии s₀ от экрана 2 угол γ₀≈14. При удалении диска от плоскости экрана 2 (пунктирная линия) γ>γ₀. Несмотря на это базис стереофлюорографии всегда остается постоянным (b=const).

Устройство для стереофлюорографии содержит рентгеновское питающее устройство, включающее рентгеновскую трубку 1, закрепленную на штативе 8, высоковольтный трансформатор 9 высокочастотного типа и пульт управления 10 (фиг. 4). Съемка производится на флюорографическую камеру 11 цифрового типа. установленную на штативе 12. Основными элементами цифровой флюорографической камеры 11 являются: флюоресцирующий экран, светосильный объектив и ПЗС-матрица (на фиг. не показаны). Электрический сигнал с ПЗС-матрицы поступает на ЭВМ 13 (персональный компьютер), оснащенной цифровым дисплеем 14. На основании 15 штатива 12 закреплена подножка пациента 16. Она имеет неподвижное основание 4, на котором находится поворотный диск 3. Подножка 16 соединена с основанием 15 посредством посадочных гнезд 17, выполненных в ее основании 4, и штифтов 18, расположенных на поверхности основания 15. Такое соединение позволяет при необходимости снять подножку 16 с основания 15 штатива 12. На диске 3 закреплена рамка для фиксации пациента. Она содержит две вертикальные трубы 19, в которые вставлена дуга 20. Высоту дуги 20 можно регулировать винтами 21, расположенными на каждой трубе 19. В верхней части дуги 20 закреплен подбородник 22 для фиксации головы пациента. Устройство для стереофлюорографии предназначено для использования в составе современного цифрового флюорографа типа "Ренекс-Флюоро", конструкция которого обеспечивает возможность синхронного перемещения рентгеновского излучателя и цифровой флюорографической камеры относительно пациента [5]. Такая конструкция флюорографа исключает необходимость в использовании подъемника пациента, что делает обследование более безопасным.

На фиг. 5 показаны основные конструктивные элементы подножки пациента. Она содержит основание 4, в котором выполнен продольный паз 23, где находится каретка 24. На каретке 24 посредством подшипников (на фиг. не показаны) закреплен диск 3, ось 25 которого проходит через продольную прорезь 26, выполненную в верхней части основания 4 подножки. На диске 3 закреплена пластина 27, на краях которой установлены втулки 28, в которые вставлены трубы 19 рамки пациента. Во время стереофлюорографии пациент находится на диске 3. Каретка 24 с диском 3 может перемещаться вдоль паза 23 с помощью электромеханического привода. Он содержит электродвигатель 29 реверсивного типа, на оси которого находится червячный вал 30, перемещающий поводок 31, соединенный с кареткой 24. Перемещение каретки 24 можно контролировать по шкале 32. Стрелка 33 закреплена на поводке 31. Включение электродвигателя 29 производится с пульта управления 34. На верхней плоскости основания 4 закреплены линейки 5 и 6 корректора базисного расстояния. Они ограничивают угол поворота диска 3, с которым соединен кулачек К, находящийся между линейками 5 и 6. Вращение диска 3 (влево и вправо) осуществляется электродвигателем 35 реверсивного типа. На оси электродвигателя находится шестеренка 36, а на диске - червячный сектор. Включение электродвигателя производится с общего пульта управления, связанного с персональным компьютером 13. Электродвигатель 35 имеет устройство отключения при перегрузках на его оси. Оно введено для прекращения вращения диска 3 при контакте кулачка К с линейками 5 и 6.

Перед стереофлюорографией рентгенлаборант с помощью пульта управления 34 устанавливает диск 3 подножки пациента 16 на заданном расстоянии от флюорографической камеры 11. Во время съемки пациент стоит на диске 3, его нижняя челюсть находятся на подбороднике 22, а локти упираются в стойки опорной рамки. С помощью пульта управления флюорографом рентгенолаборант перемещает рентгеновский излучатель и цифровую камеру на должный уровень. Первый снимок стереопары выполняется во фронтальной проекции. После поворота диска 3 на угол стереофлюорографии выполняют второй снимок стереопары.

Фотограмметрическая обработка полученной стереопары флюорографических снимков производится на цифровом дисплее по специальной программе.

Источники информации
1. Kohnle H. Rontgen stereoverfahren.- Berlin, 1967.- Bd. 3.

2. Hasselwander A. Die objektive stereoskopie an rontgenbildern. - Stuttgart, 1954. - Georg thieme verlag.

3. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 111269 от 13.01.1956г.

4. Черний А.Н. Рентгенотопография. - М.: Недра, 1981, - 161 с.

5. Мишкинис А. Б. , Черний А.Н. Цифровые малодозовые флюорографы для обследования органов грудной полости// Информационный бюллетень ВНТИЦ "Идеи, гипотезы, решения", 2001. - 2. - С.30-31.

Изобретение относится к области рентгенотехники, точнее к аппаратам, применяемым для рентгенофотограмметрических целей. Устройство содержит рентгеновскую трубку, подключенную к высоковольтному генератору, флюорографическую камеру, закрепленную на штативе, пульт управления и подножку пациента, выполненную в виде горизонтального диска с вертикальной рамкой, закрепленного на подвижном основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на угол стереофлюорографии, задаваемый ограничителем угла поворота, основание подножки механически соединено с основанием штатива флюорографической камеры посредством посадочных гнезд, при этом ось диска находится в плоскости главного луча рентгеновской трубки, а сам диск снабжен горизонтальной кареткой со шкалой и электромеханическим приводом реверсивного типа, направление движения которой параллельно главному лучу рентгеновской трубки, а ограничители угла поворота диска имеют кулачок, жестко соединенный с диском, и две линейки, закрепленные на основании подножки, одна из которых прямолинейна с рабочей поверхностью, проходящей параллельно направлению главного луча рентгеновской трубки, а другая - имеет рабочую поверхность, характеризуемую уравнением

где r - расстояние от оси вращения диска до кулачка; f - фокусное расстояние флюорографии; s₀ - минимальное расстояние от оси вращения диска до экрана флюорографической камеры; s - удаление оси вращения диска от экрана флюорографической камеры при получении увеличенных стереофлюорограмм; γ₀ - угол поворота диска при s=s₀, кроме этого, подъемник пациента снабжен механизмом вращения диска с электродвигателем реверсивного типа, управляемым дистанционно, а регистрация изображения производится на флюорографическую камеру цифрового типа. Изобретение позволяет соблюсти рентгенофотограмметрические требования при съемке с различной степенью увеличения. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Устройство для стереофлюорографии, содержащее рентгеновскую трубку, подключенную к высоковольтному генератору, флюорографическую камеру, закрепленную на штативе, пульт управления и подножку пациента, выполненную в виде горизонтального диска с вертикальной рамкой, закрепленного на неподвижном основании с возможностью поворота вокруг вертикальной оси на угол стереофлюорографии, задаваемый ограничителем угла поворота, отличающееся тем, что основание подножки механически соединено с основанием штатива посредством посадочных гнезд, при этом ось вращения диска находится в плоскости главного луча рентгеновской трубки, диск закреплен на каретке, выполненной с возможностью перемещения параллельно главному лучу рентгеновской трубки посредством электромеханического привода, выполненного в виде электродвигателя реверсивного типа, и контроля перемещения по шкале, при этом ограничитель угла поворота диска выполнен в виде двух закрепленных на основании линеек, между которыми находится кулачок, жестко соединенный с диском, одна из линеек выполнена прямолинейной, а ее рабочая поверхность проходит параллельно главному лучу рентгеновской трубки, другая - имеет рабочую поверхность, характеризуемую уравнением

где r - расстояние от оси вращения диска до кулачка;
f - фокусное расстояние флюорографии;
s₀ - минимальное расстояние от оси вращения диска до экрана флюорографической камеры;
s - удаление оси вращения диска от экрана флюорографической камеры при получении увеличенных стереофлюорограмм;
γ₀ - угол поворота диска при s= s₀. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что флюорографическая камера является цифровой.