Разработка метода спектрального преобразования и аппаратно-программных средств для измерения параметров излучателей рентгенодиагностических аппаратов

• Автор: Петрушанский, Михаил Георгиевич
• Шифр специальности: 05.11.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 129 с.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ РДА

1.1 Современные требования к величинам и контролю параметров

излучателей РДА

1.1.1 Требования к контролю суммарной фильтрации и слоя

половинного ослабления рентгеновского излучения

1.1.2 Требования к контролю анодного напряжения РДА

1.2 Характеристики и параметры рентгеновского излучения и их связь

с величинами суммарной фильтрации и анодного напряжения РДА

1.3 Методы определения суммарной фильтрации рентгеновского излучения РДА

1.3.1 Расчетный метод определения суммарной фильтрации

1.3.2 Радиационные методы определения суммарной фильтрации
1.4 Методы определения анодного напряжения РДА
1.4.1 Контактные методы определения анодного напряжения РДА
1.4.2 Радиационные методы определения анодного напряжения РДА
ГЛАВА 2. МЕТОД СПЕКТРАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ
ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ РДА
2.1 Физические основы метода
2.2 Особенности измерения радиационных параметров
рентгеновского излучения
2.3 Обоснование выбора варианта реализации метода
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
МЕТОДА СПЕКТРАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
3.1 Вывод функциональной зависимости для коэффициента пропускания
тестового фильтра
3.2 Определение погрешности метода
3.2.1 Определение погрешности расчета коэффициента пропускания
3.2.2 Определение погрешности экспериментального измерения
величины коэффициента пропускания
3.3. Вычислительный эксперимент
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
МЕТОДА СПЕКТРАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
4.1 Аппаратные средства проведения эксперимента
4.2 Алгоритмы проведения эксперимента и обработки результатов
4.3 Результаты эксперимента
4.3.1 Коэффициент пропускания излучения тестовым фильтром
4.3.2 Определение суммарной фильтрации и анодного напряжения
4.3.3 Определение слоя половинного ослабления излучения

ГЛАВА 5. МЕТОДИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ ПАРАМЕТРОВ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ РДА
МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ
5.1 Средства измерений и вспомогательное оборудование
5.2 Метод измерений
5.3 Подготовка и выполнение измерений
5.4 Обработка результатов измерений
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение 1. Экспериментальные значения экспозиционных доз
рентгеновского излучения
Приложение 2. Листинг программы МСП
В диссертации представлены исследования, выполненные автором в Оренбургском государственном университете. Основные результаты этих исследований опубликованы в работах [1-17]. Проведенный цикл работ посвящен разработке метода спектрального преобразования и средств для определения суммарной фильтрации пучка рентгеновского излучения, слоя половинного ослабления и анодного напряжения рентгеновских диагностических аппаратов.
Для получения высокого качества диагностики при минимальной дозе облучения пациента необходимо обеспечение заданных условий рентгеновского исследования [18].
В соответствии с требованиями СанПиН 2.6.1.1192-03 «Гигиенические требования к устройству и эксплуатации рентгеновских кабинетов, аппаратов и проведению рентгенологических исследований» [19] при разработке, производстве, эксплуатации, ремонте и модернизации РДА необходимо проводить контроль эксплуатационных параметров аппаратов. В перечень основных параметров рентгеновских излучателей, проверяемых при испытании новых, отремонтированных и модернизированных РДА, а также при проведении периодического контроля аппаратов, входят суммарная фильтрация пучка рентгеновского излучения, точность выполнения уставок анодного напряжения и слой половинного ослабления.
Необходимость контроля перечисленных параметров объясняется их влиянием не только на интегральную интенсивность генерируемого рентгеновского излучения, но и на его спектральный состав и проникающую способность. Поэтому эти параметры определяют дозиметрические характеристики излучения, которые влияют как на величину дозы облучения пациента, так и на качество получаемого рентгеновского изображения.

излучения [93]. Следует отметить также, что величина эффективной энергии определяется не непосредственно, а через измерение других величин с использованием априорной информации об ослабляющих свойствах тестового фильтра. Это обязательно приведет к увеличению погрешности определения значений суммарной фильтрации, слоя половинного ослабления и анодного напряжения РДА.
С учетом перечисленных особенностей определения величины эффективной энергии представляется целесообразным в качестве
характеризующего излучение параметра использовать не Ее^, а
непосредственно А у или К. В таблице 2.1 приведены значения первого слоя
половинного ослабления Ду в алюминии при различных значениях толщины
алюминиевого фильтра и постоянного анодного напряжения [43].
Таблица 2.5. Первый слой половинного ослабления (мм) в алюминии при различных значениях общей толщины алюминиевого фильтра и постоянного анодного напряжения [43].
Анодное напряжение, кВ Общая толщина фильтра, мм
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
40 0,47 0,78 1,04 1,22 1,38 1,49 1,58
50 0,58 0,95 1,25 1,49 1,69 1,87 2,00
60 0,67 1,08 1,42 1,70 1,95 2,16 2,34
70 0,76 1,21 1,59 1,90 2,16 2,40 2,60
80 0,84 1,33 1,75 2,10 2,37 2,62 2,86
90 0,92 1,46 1,90 2,28 2,58 2,86 3,12
100 1,00 1,58 2,08 2,48 2,82 3,12 3,40
110 1,08 1,70 2,25 2,70 3,06 3,38 3,68
120 1,16 1,82 2,42 2,90 3,30 3,65 3,95
На рисунке 2.2 представлены построенные по данным таблицы 2.5 графики зависимости А у от общей толщины с1у алюминиевого фильтра при
разных значениях ]а постоянного анодного напряжения:
Д к = «<а/ЩД. (2.7)