Способ рентгеновского обнаружения ранящих предметов Российский патент 2024 года по МПК A61B6/12 G03B42/02 

Изобретение относится к медицине, главным образом, к судебной медицине, и может быть использовано в стационарных условиях как экспресс-метод обследования, так и в полевой рентгенологии для обнаружения ранящих снарядов: пуль и их осколков, а также стекла, кирпича и т.д.

Характерный размер ранящих снарядов, подлежащих обнаружению, в зависимости от их природы составляет от 0,5–1 мм. Снаряды меньшего размера, как правило, инкапсулируются и не представляют опасности для жизни и здоровья пострадавшего (Общая и военная рентгенология: учебник / под ред. Труфанова Г.Е. – СПб.: ВМедА, мед. книга ЛБ-СПб. 480 с.).

В настоящее время рентгенографический метод применяется в судебной медицине в основном для исследования отдельных частей тела погибшего. Непосредственно перед вскрытием рентгенография всего тела или крупных анатомических областей не проводится. Главная причина – целый ряд требований и ограничений, обусловленных стандартной методикой рентгенографии и конструкцией стационарных технических средств, традиционно применяемых в медицинской рентгенологии.

Основными из них являются:

- использование мощных - от нескольких киловатт источников рентгеновского излучения (ИРИ) на основе рентгеновской трубки с характерным размером фокусного пятна от 1 мм и более;

- использование стационарного автоматизированного штативного устройства для позиционирования ИРИ над анатомической областью с использованием стандартных укладок пациента при рентгеновской съемке.

В этом случае, во-первых, съемка ведется с расстояния между ИРИ и пациентом около 1 м с целью обеспечения необходимой резкости получаемых рентгеновских изображений. При съемке с меньших расстояний увеличивается до недопустимых пределов геометрическая составляющая нерезкости, обусловленная конечными размерами фокусного пятна.

Во-вторых, вследствие ограниченных конструктивных возможностей штативного устройства по перемещению ИРИ, пациент должен принимать определенную позу (типовую укладку) при съемке конкретной анатомической области.

Однако поступающие из отделений судебно-медицинской экспертизы объекты не живые пациенты, а трупы, зачастую обгоревшие или замороженные. Вследствие воздействия экстремальных температур, тела имеют позы и положения конечностей, абсолютно не соответствующие типовым укладкам, например, поза «боксера»; а для оттаивания целого замороженного трупа требуется около двух суток. Для таких объектов, стандартная методика рентгенографии и стационарные технические средства ее реализации в условиях рентгенологического отделения или отдельного рентгеновского кабинета мало пригодны для проведения рентгенологического экспресс-обследования для обнаружения и идентификации ранящих снарядов, особенно при массовом поступлении погибших. Перечисленные обстоятельства практически исключают возможность эффективного применения стационарного рентгенодиагностического комплекса.

Существующие так называемые палатные рентгеновские аппараты (Королюк И.П., Линденбратен Л.Д. Лучевая диагностика: учебник. – 3-е изд. переработанное и доп. – Издательство БИНОМ, 2017. – 496 с.) тоже почти не пригодны для обследования перечисленных выше объектов. Они предназначены для проведения рентгеновской съемки непосредственно в больничной палате. При обследовании источник излучения палатного рентгеновского аппарата располагается на специальном передвижном штативе – колесном шасси, с помощью которого транспортируется к объекту диагностики. Достоинствами этого устройства по сравнению со стационарным РДК являются существенно меньшие габариты и вес.

Однако палатный рентгеновский аппарат так же, как и стационарный рентгенодиагностический комплекс реализуют методику стандартной рентгенографии в медицине. Эта методика предполагает использование высокоинтенсивного источника рентгеновского излучения, соответственно генерируемого мощной рентгеновской трубкой с характерным размером фокусного пятна около 1 мм. Для обеспечения необходимой резкости рентгеновского изображения объекта диагностики при таком размере фокусного пятна характерный размер кожно-фокусного расстояния при съемке (расстояние от источника рентгеновского излучения до объекта диагностики) должен составлять около 1 м. Но повреждающие элементы, а также переломы костей и внутренние гематомы могут находиться или образовываться в самых разных отделах объекта диагностики. Поэтому в этих случаях необходимо проводить рентгеновскую съемку практического всего тела.

В общем случае основным недостатком при использовании перечисленных известных технических средств с целью диагностики травмы, является необходимость приспособления положения тела объекта диагностики для проведения рентгеновской съемки, то есть выполнения специальных укладок объекта диагностики.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ рентгеновского исследования для обнаружения ранящих предметов с помощью палатных рентгеновских аппаратов с передвижным и вручную регулируемым штативом, на котором закреплен стандартный ИРИ моноблочного типа с характерным размером фокусного пятна от 1 мм и более. Существенным недостатком рентгенография палатным аппаратом вне рентгеновского кабинета является необходимость ручной регулировки штатива для нацеливания ИРИ с большого (до 1000 мм) кожно-фокусного расстояния на конкретную анатомическую область в сочетании с его существенным весом более 10 кг, что значительно усложняет и удлиняет процесс рентгеновской съемки. Указанная величина кожно-фокусного расстояния обусловлена необходимостью обеспечения допустимой величины геометрической составляющей нерезкости Н_г получаемого рентгеновского изображения. Для уверенного обнаружения ранящего снаряда минимального размера геометрическая нерезкость на его изображении не должна превышать размер самого снаряда. Величина Н_г зависит от размера фокусного пятна ƒ и отношения толщины t объекта диагностики к кожно-фокусному расстоянию при рентгеновской съемке. Это отношение определяет средний коэффициент увеличения изображения ранящего снаряда m.

Где КФР-кожно-фокусное расстояние.

Так, например, толщина грудной клетки пострадавшего человека самого крупного телосложения составляет около 300 мм. Соответственно, расчеты показывают, что при использовании ИРИ с характерным размером ƒ, равным 1 мм, что только на кожно-фокусном расстоянии равным 1000 мм величина Н_г будет сравнима с минимальными размерами ранящего снаряда 0,5 мм.

Задачей, решаемой изобретением, является создае способа для проведения рентгеновского экспресс-обследования.

Поставленная задача решается за счет того, что так же, как и в известном способе, размещают источник рентгеновского излучения над исследуемой анатомической областью, а приемник рентгеновского изображения под ней. Но, в отличие от известного, в предлагаемом способе облучение проводят источником рентгеновского излучения с эффективным размером фокусного пятна не более 0,3 мм, нацеливают вручную ось пучка рентгеновского излучения на центр анатомической области и проводят съемку вручную с расстояния 200-300 мм.

Достигаемым техническим результатом является сокращение времени исследования, что особенно важно при одновременном поступлении большого количества объектов обследования.

Изобретение основано на следующих положениях. Для обеспечения максимальной суммарной пространственной разрешающей способности рентгенографической системы в составе ИРИ и приемника рентгеновского излучения размер эффективного фокусного пятна ƒ рентгеновской трубки источника должен быть согласован с характерным размером d пикселя детектора цифрового приемника рентгеновского излучения приемника и средним значением коэффициента увеличения m изображения объекта диагностики (Королюк И.П., Линденбратен Л.Д. Лучевая диагностика: учебник. – 3-е изд. переработанное и доп. – Издательство БИНОМ, 2017. – 496 с.).

Как известно, характерные размеры пикселя детектора рентгеновского излучения ПРИ, предназначенного для общей рентгенодиагностики в медицине, составляет 150 мкм (Основы рентгенодиагностической техники под редакцией Н.Н. Блинова. Учебное пособие. - М.: Медицина 2002. – 393 с.). Проведенные исследования показали, что при выполнении рентгеновской съемки на кожно-фокусном расстоянии 200-300 мм коэффициент проекционного увеличения деталей изображения, включая ранящие снаряды, может составлять до трех раз для объектов диагностики особенно крупного телосложения, в зависимости от положения конкретного снаряда по глубине ОД.

Результаты расчета размеров ƒ эффективного фокусного пятна представлены в табл.

m 1,5 2 3 ƒ, мкм 0,41 0,29 0,21 Н_г 0,62 0,58 0,63

Где m – средний коэффициент увеличения изображения ранящего снаряда. f – размер фокусного пятна, H_u – величина геометрической составляющей нерезкости.

Результаты расчета показывают возможность более значительного увеличения эффективного фокусного пятна и получения достаточно четкого изображения, но следует иметь ввиду, что его увеличение связано с увеличением мощности и веса, а при ручном выполнении процедуры это будет уменьшать безопасность работы оператора. Именно это обстоятельство ограничивает верхний предел увеличения фокусного пятна. Расстояние, с которого проводят облучение, определяется областью контроля и габаритами объекта.

Способ осуществляется следующим образом. В качестве ИРИ используется рентгеновский аппарат, отличительной особенностью которого является уменьшенный более, чем в два раза, по сравнению с известным способом рентгеновской съемки, эффективный размер фокусного пятна рентгеновской трубки. Это позволяет без потери резкости получаемого рентгеновского изображения в несколько раз уменьшить расстояние между ИРИ и анатомической областью. Соответственно, в квадратичной зависимости от кратности уменьшения расстояния, уменьшается мощность ИРИ – от нескольких киловатт до несколько десятков ватт и до единиц килограммов уменьшается его вес. Благодаря уменьшению мощности ИРИ, принципиально снижаются экспозиционная доза рентгеновского излучения и радиационная нагрузка на персонал, проводящий рентгеновскую съемку. Перечисленные факторы позволяют отказаться от использования традиционного штатива и нацеливать ИРИ на анатомическую область вручную, при этом безопасные условия работы персонала будут сохранены. Принципиально, что тело погибшего в целом или его конечности могут находиться в самых различных позах и положениях; в любом случае «ручная» съемка позволит оперативно и безопасно нацеливать ИРИ на интересующую анатомическую область.

При работе использовался портативный отечественный рентгеновский аппарат моноблочного типа с эффективным размером фокусного пятна 0,3 мм и весом около 4 кг. При этом оператор нацеливал ось пучка рентгеновского излучения на центр анатомической области вручную с расстояния 200-300 мм. Режимы работы аппарата в зависимости от выбранной анатомической области составляли:

- напряжение 75-80 кВ;

- ток 1 мА;

- время экспозиции 0,3-0,4 с.

На изображениях уверенно визуализировались фрагменты ранящих снарядов и отдельные осколки костей размером менее 1 мм, травматические переломы: консолидированные, со смещением отломков, внутри – и внесуставные, осколочные и многоосколочные, а также различные повреждения мягких тканей. При этом признаков динамической нерезкости изображения, вследствие съемки без штатива, не наблюдалось.

В ходе клинической апробации способа в паталого-анатомическом отделении госпиталя были получены рентгеновские снимки около 250 объектов, в том числе, обгоревшие останки, замороженные тела в атипичных для стандартных укладок положениях.

Для оценки информативности рентгеновских снимков, полученных по заявляемому способу были выполнены снимки тех же анатомических областей способом стандартной рентгенографии на стационарном рентгеновском аппарате, а также палатном аппарате с весом моноблока 14 кг.

Критерии оценки: качество визуализации ранящих снарядов и их фрагментов, перелом костей и повреждений окружающих мягких тканей, а также размеры обнаруживаемых деталей изображения, время, затраченное на обследование, позволяет сделать вывод о возможности практического использования предложенного способа.

Изобретение относится к медицине, а именно к судебной медицине, и может быть использовано для посмертного рентгеновского обнаружения ранящих предметов. Размещают портативный рентгеновский аппарат моноблочного типа над исследуемой анатомической областью и размещают приемник рентгеновского изображения под исследуемой анатомической областью. Облучение проводят источником рентгеновского излучения с эффективным размером фокусного пятна не более 0,3 мм. Нацеливают вручную ось пучка рентгеновского излучения на центр анатомической области и проводят съемку вручную с расстояния 200-300 мм. Способ обеспечивает сокращение времени исследования за счет использования портативного рентгеновского аппарата моноблочного типа. 1 табл.

Способ посмертного рентгеновского обнаружения ранящих предметов, заключающийся в том, что размещают портативный рентгеновский аппарат моноблочного типа над исследуемой анатомической областью и размещают приемник рентгеновского изображения под исследуемой анатомической областью, при этом облучение проводят источником рентгеновского излучения с эффективным размером фокусного пятна не более 0,3 мм, нацеливают вручную ось пучка рентгеновского излучения на центр анатомической области и проводят съемку вручную с расстояния 200-300 мм.