Устройство для автоматизации рентгеновской съемки органов грудной клетки Советский патент 1982 года по МПК A61B6/00 H05G1/62 

Изобретение относится к области медицинской рентгенотехники, а более конкретно к устройствам для авто матизации рентгеновской съемки органов грудной клетки. Известно устройство для автоматиз ции рентгеносъемки органов грудной клетки, которое состоит из пневматического датчика в виде полой манжеты охватывакщей область желудка, следящей системы, выполненной в виде элек ропневматического устройства, состоя щего из цилиндра с упругой диафрагмой, которая воздействует на грузово рычаг, перемещающийся вдоль шкалы контактора с устанавливаемыми в требуемое положение микровыключахелями, электрически связанными с пультом управления рентгеновского аппара-. та 1. Включение высокого напряжения осуществляется при срабатывании микровыключателя либо при вдохе, либо -при выдохе воздуха пациентом. Недостатками устройства являются необходимость предварительного регулирования положения микровыключателя и давления в пневматическом датчике индивидуально для каждого пациента, нарушение правильного режима работы устройства при изменении глубины дыхания и положения пациента. Известен также ряд устройств по определению частоты и фазы дыхания С2. Из них наиболее эффективным техническим решением являетоя измеритель частоты дыхания, содержащий генератор, датчик, например терморези1стор, активный фильтр и схему регистрацииу в состав которой входят Формирователь импульсов начала фазы дыхания (вдоха или выхода) и счетчик импульсов за определенный интервал времени. Использование известного устройства для автоматизации рентгеновской съемки органов грудной клетки, сигналом начала которой являются импульсы начала фазы дыхания, приводит к ухудшению качества рентгеногракяи вследствие увеличения динамической нерезкости изображения этих органов, обусловленного несойпадёнием момента подачи вксокого напряжения на рентгеновскую трубку и момента наименьшей скорости перемещения органов грудной клетки (окончание вдоха и выдоха). Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройгтво для автоматизации диагностических исследований органов грудной кле ки, которое может использоваться для управления рентгеновским аппаратом, содержащее источник питания, чувстви тельный к дыханию датчик, подключенный к датчику фильтр, подключенную к фильтру схему преобразования сигна ла с двумя выходами, включающую выпрямитель и.детектор пикового напряжения, которые соединены последовательно и одновременно параллельно своими выходами подключены к входам порогового Компаратора, выход которо го подключен к одновибратору. t3. Недостатком известного устройства является невысокая точность отработк момента включения -рентгеновского ап парата , Цель изобретения заключается в по вышении точности отработки момента включения рентгеновского аппарата. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для автоматизации рентгеновской съемки органов грудной клетки, содержащем источник питания, чувствительный к дыханию датчик, под ключенный к датчику фильтр, подключе ную к фильтру схему преобразования сигнала с двумя выходами, связанный с выходами схемы преобразования пороЬ говый компаратор, схема преобразования сигнала содержит первичный каскад на операционном усилителе с положительной обратной связью, схему интегрирования на операционном усилителе и интегрирующем конденсаторев цепи отрицательной обратной связи усилителя, управлякяций элемент, первый и вто рой транзисторные ключи, запоминающий конденсатор, усилитель, схему вычитания на операционном усилителе с отрицательной обратной связью, первый, второй и третий регулируемые делители напряжения, причем первый делитель напряжения введен в первич ный каскад и подключен своим входом к выходу операционного усилителя указанного каскгща, а выходом к входу схемы интегрирования, выход операционного усилителя первичного каскада подключен также к входу управляющего элемента, выходы которого подключены к затворам транзисторных ключея, исток первого из соторых подключен к инвертирующему входу операционного усилителя схемы интегрирования, а сток, вместе с выходом указан ного усилителя - к стоку второго тран зисторного ключа, исток которого подключен к запоминающему конденсатору и и усилителю, выход которого через второй делитель соединен с неинвертирующим входом операционного усилителя схемы вычитания, инвертирующий вход которого подключен к третьему делителю напряжения, а к входам поРОГОВОГС1 компаратора подключены выходы схемы интегрирования и вычитания. Кроме того, в первичный каскад введны кнопочный переключатель и два диода, причем кнопочный переключатель включен на входах операционного усилителя указанного каскада, один диод включен между выходом указанного усилителя и входом управляющего элемента, а другой - между выходом того же усилителя и входом первого делителя напряжения. На чертеже показана схема устройства для автоматизации рентгеновской съемки органов грудной клетки. Устройство для автоматизации рентгеновской съемки органов грудной клетки,содержит генератор 1, датчик 2, например терморезистор, реагирующий на дыхание пациента, активный фильтр 3. К выходу фильт- ра 3 подключен первичный каскад 4 схемы преобразования сигнала. Этот каскад 4 содержит к-нопочный переключатель 5, операционный усилитель б , включенный по схеме положительной обратной связи, диоды 7 и 8 и регулируемый делитель 9 напряжения. Диод 7 включен между выходом усилителя 6 и делителем 9 в обратном направлении относительно усилителя б . К делителю 9 подключена схема 10 интегрироёания, выполненная на операционном усилителе 11 с интегрирующим конденсатором 12 в-цепи отрицательной обратной связи усилителя 11, Выход первичного каскада 4 через диод 8 подключен к управляющему элементу 13, выходы которого подключены к затворам транзисторных ключей 14и 15. Исток транзисторного ключа 14 подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 11 схемы 10 интегрирования. Стоки ключей 14и 15 соединены и подключены к выходу усилителя 11, Исток транзисторного ключа 15 подключен к запог шнающему конденсатору 16 и усилителю 17, выход которого через регулируемый делитель 18 напряжения подключен к неинвертирукщему входу операционного усилителя 19 с отрицательной обратной связью, на основе которого выполнена схема 20 вычитания. К неинвертирующему входу операционного усилителя 19 подключен третий регулируемый делитель 21 напряжения. Выходы операционных усилителей 11 и 19 подключены к входам порогового компаратора 22. Устройство работает следующим образом. Датчик 2, например терморезистор, помещается в непосредственной близости OI выхода дыхательных тутеМ обследуемого пациента, например, на его верхней губе. При включении питания устанавливается нормальный ре.жим работы устройства. Генератор 1 обеспечивает питание датчика 2 стабильным током. Напряжение с датчика 2 подается на вход активного фильтра 3, полоса пропускания которо го соответствует диапазону частот дыханця (0,1тО,2). Гц. с выхода актив ного фильтра 3 напряжение переменной полярности поступает на вход первичного каскада 4 схемл преобразования сигнала датчика 2 и в зависимости от положения кнопочного переключателя 5 подается либо на инвертирующий,либо на неинвертирукщий вход операционного усилителя 6 с положительной обрат ной связью. На выходе операционного усилителя 6 формируются положительные и отрицательные импульсы напряже ния, длительность которых равна длительности фаз дыхания. С учетом того что температурный коэффициент сопротивления терморезистора отрицательный, и при условии, что кнопочный пе реключатель 5 не включен, фазе вдоха соответствует отрицательный импульс, а фазе выдоха - положительный. При включенном положении кнопочного переключателя 5 наоборот фазе вдоха соответствует положительный, а фазе выдоха - отрицательный импульс. Таким образом, с помощью кнопочного переключателя 5 осуществляется выбор режима работы устройства, одинакового как в фазе вдоха, так и в фазе вы доха. Сформированные на выходе операционного усилителя 6 отрицательные импульсы через выпрямительный диод 7 подаются на делитель 9 напряжения, откуда импульсы с фиксированной амплитудой, например 1В, поступают на вход схемы 10 интегрирования, выполненный на базе операционного усилите ля II с интегрирующим конденсатог ; ром 12 в цепи отрицательной обратной связи. При разомкнутом транзисторном ключе 14 на выходе схемы 10 интегрирования, формируется напряжение, амп литуда которого пропорциональна длительности рабочей фазы дыхания. Как только с выхода операционного усилителя б через выпрямительный диод 8 на вход управляющего элемента 13 пос тупает положительный импульс окончания ра бочей фазы дыхания с одного из выходов управляющего элемента 13 на затвор транзисторного ключа 15 поступает импульс, за ыкаюсций ключ на время я 1 мс, за которое происходит зарядка запоминающего конденсато ра 16 до значения, равного выходному напряжению схемы 10 интегрирования. Затем транзисторный ключ 15 размыкается, а на затвор транзисторного клю ча 14 с другого выхода управляющего элемента 13 подается сигнал, по которому транзисторный ключ 14 зашыкается. При этом происходит разр дака интегрирующего конденсатора до нулевого значения напряжения. Напряжение с запоминающего конденсатора 16 подается на вход усилителя 17, с выхода которого поступает на делитель 18 напряжения. Коэффициент деления делителя 18 напряжения выбирается таким образом, чтобы амплитуда его выходного напряжения, пропорциональная длительности рабочей фазы дыхания, соответствовала моменту окончания вдоха или- вьщоха. Напряжение с делителя 18 поступает на один из входов схемы 20 вычитания, выполненной на базе операционного усилителя 19 с отрицательной обратной связью. На другой вход.схемы 20 вычитания с делителя 21 напряжения поступает напряжение, амплитуда которого пропорциональна величине временой задержки на включение высокого напря- . жения в рентгеновском аппарате. Разность этих напряжений подается на один из входов компаратора 22, на второй вход которого поступсют напряжение с выхода схемы 10 интегрирования. С появлением следующего отрицательного импульса на выходе операционного усилителя 6 транзисторный ключ 14 разьвлкается и начинается зарядка интегрирующего конденсатора. При равенстве напряжений на входах -порогового компарат.ора 22 на его выходе формируется сигнал на включение высокого напряжения в рентгенойском аппарате. 1 В случае, если длительность сним ка соизмерима с длительностью фазы ;дыхания, с помощью -делителя. 21 напряжения можно осуществить коррекцию моМента включения высокого напряжения с учетом длительности снимка, при которой скорость перемещения органов грудной клетки минимальна. Управлягаций элемент 13 представляет собой бдновибратор для формирования короткого импульса управления транзисторным ключом 1 и взаимодействукяций с ним формирователь сигнала управления - транзисторным ключом 14. Устройство позволяет производить рентгеновские снимки органов грудной клетки при минимальной скорости их перемещения, значительно сократив при этом величину динамической нерезкйсти изображения этих органов, или при одной и той же величине динамической нерезкости увеличить приблизительно в 4 раза длительность снимка, использовав при этом рентгеновский меньшей мощности. Преимуществом устройства является возможность работы с минимгшьной i погрешнос ью в условиях изменения частоты ад1хания, поскольку длительность рабочей фазы дыхания измеряется в каждый период дыхания. Использование в качестве датчика терморезистора, имеющего малые раз