Разработка цифровых рентгеновских аппаратов с приемниками на основе ПЗС-матриц и оптимизация их параметров

• Автор: Элинсон, Моисей Борисович
• Шифр специальности: 05.11.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 148 с. : ил.

Глава 1 Анализ основных путей развития цифровой рентгенотехники
1.1 Состояние разработок цифровых рентгеновских аппаратов
1.2 Анализ преимуществ цифровых рентгеновских аппаратов по
сравнению с аналоговыми
1.3 Исследование путей снижения лучевых нагрузок в цифровых аппаратах
Выводы
Глава 2 Исследование информативных параметров цифровых рентгеновских аппаратов
2.1 Исследование качества рентгеновского изображения на входе цифрового
приемника
2.2 Исследование пространственной разрешающей способности
2.3 Разрешающая способность во времени
2.4 Динамический диапазон
Выводы
Глава 3 Исследование эффективности цифровой обработки
рентгеновских изображений
3.1 Цели цифровой обработки рентгеновских изображений
3.2 Коррекция аппаратурных искажений
3.2.1 Коррекция геометрических искажений
3.2.2 Коррекция неравномерности сигнала по полю изображения
3.2.3 Подавление шумов
3.3 Препарирование рентгеновских изображений
3.3.1 Цифровая субтракция
3.3.2 Пространственная фильтрация в линейном томографе
3.3.3 Согласование параметров изображения на мониторе со
зрительным анализатором
Выводы
Глава 4 Разработка цифровых рентгеновских аппаратов
4.1 Телеуправляемый рентгенодиагностический комплекс КРТ-Электрон»
4.2 Цифровой флюорограф ФЦ-01 -«Электрон»
4.3 Аппарат рентгенографический цифровой АРЦ-01-«ОКО»
4.4 Хирургические рентгеновские аппараты серии РТС-612(611)
Выводы
Заключение
Список литературы
Приложения
1 Акт медицинских испытаний комплекса рентгеновского телеуправляемого КРТ-«Электрон» в Военно-медицинской академии (г. Санкт-Петербург).
2 Протокол медицинских испытаний аппарата флюорографического цифрового АФЦ-1-«Электрон» в Научно-практическом центре медицинской радиологии (г. Москва).
3 Протокол медицинских испытаний аппарата рентгенографического цифрового АРЦ-01-«ОКО» в Ленинградской областной клинической больнице (г. Санкт-Петербург).
4 Протокол клинических испытаний установки рентгенодиагностической хирургической передвижной РТС-612(611) в Центральном научно-исследовательском рентгено-радиологическом институте (г. Санкт-Петербург).
5 Регистрационные удостоверения на КРТ-«Электрон», ФЦ-01-«Электрон», АРЦ-01-«ОКО» и РТС-612(611).

Как известно, от уровня технических средств рентгенологической службы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ) во многом зависят качество диагностического процесса, производительность персонала, экономические затраты, лучевая нагрузка, комфорт пациента.
В связи с тем, что парк эксплуатируемой в России рентгеновской аппаратуры физически и морально устарел (не менее 70% парка состоит из отработавших срок аппаратов и не отвечает современному уровню рентгенотехники), актуальной является задача правильного проектирования и выбора аппаратуры для переоснащения ЛПУ.
Вместе с окончанием XX века закончилась эра классической аналоговой медицинской рентгенотехники. На современном этапе развитие рентгенотехники перешло на цифровые технологии, которые интенсивно внедряют во все функциональные узлы рентгеновских аппаратов. В высокоразвитых странах цифровая рентгенотехника уже является реальностью: от 10 до 15% парка рентгеновских аппаратов в год заменяется на цифровые аппараты. Рентгенография на пленку, которая господствовала целое столетие, больше не является единовластной царицей рентгенологии. Это обусловлено целым рядом преимуществ цифровых рентгеновских аппаратов [1].
В Российской Федерации разработка цифровой рентгеновской аппаратуры идет с заметным отставанием от разработок ведущих иностранных фирм [1]. Особенно остро ощущается необходимость в цифровых аппаратах для общей рентгенологии, флюорографии и хирургии. Разделение СССР практически разрушило рентгеновскую промышленность России. Только в последние годы в России появились новые фирмы, которые разрабатывают цифровые модели систем визуализации рентгеновских изображений [2-5,10]. Несмотря на наметившийся прогресс, до настоящего времени не существует

Эти расчеты убедительно показывают, что детальность рентгеновских изображений действительно определяется чисто техническими трудностями разработки острофокусных рентгеновских трубок требуемой мощности и геометрией съемки, определяющей увеличение слоев исследуемого объекта. По мере развития микрофокусной рентгенологии будут визуализироваться все более тонкие структуры исследуемых органов и систем человека. Рентгенотехника для общей рентгенологии сегодняшнего дня позволяет формировать теневые изображения, спектр которых, как видно из рис. 2.3, в большинстве случаев не превышает пространственную частоту 5 мм'1. Таким образом, разработка цифровых приемников с размером пиксела во входной плоскости приемника 100 мкм и требуемым рабочим полем полностью удовлетворит нужды общей рентгенотехники.
Подвижность исследуемых внутренних органов. Знание подвижности исследуемых органов при разработке цифровых аппаратов важно по двум причинам.
Во-первых, исходя из скоростей движения просвечиваемых органов, выбирают длительности рентгеновских импульсов (выдержки) так, чтобы свести влияние динамической нерезкости снимков на резкость и детальность изображения к минимуму. Во-вторых, по максимальной скорости движения просвечиваемого органа минимизируется число передаваемых в секунду информационных кадров. Тем самым оптимизируется лучевая нагрузка на пациента и обслуживающий персонал.
Приводимые в литературе [8, 10, 26] данные по скоростям движения внутренних органов имеют сильный разброс, достигающий нескольких раз. По мнению автора, наиболее достоверные данные по максимальным скоростям движения исследуемых органов приведены в работе [8]: клапаны сердца - 500 мм/с, сердце - 100 мм/с, легкие - 100 мм/с, брюшная полость - 50 мм/с, голова, шея - 1-5 мм/с, конечности -1 мм/с.