Исследование и разработка портативных рентгеновских аппаратов для медицинской диагностики в неспециализированных условиях

• Автор: Потрахов, Евгений Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Анализ физико-технических основ микрофокусной рентгенографии

1.1 Эффект увеличения глубины резкости

1.2 Эффект увеличения контраста

1.3 Эффект малой экспозиционной дозы

1.4 Эффект псевдообъемного изображения

1.5 Эффект фазового контраста

1.6 Эффект малой потребляемой мощности

2. Исследование особенностей применения микрофокусной

рентгенографии для целей медицинской диагностики в неспециализированных условиях
2.1 «Жесткая» рентгеновская съемка
2.2 Доза облучения
2.3 Оценка качества изображения
3. Исследование особенностей использования микрофокусных
рентгеновских аппаратов
3.1 Разрешающая способность
3.2 Геометрические условия съемки
3.3 Двухэтапный способ съемки
3.4 Эквивалентная просвечивающая возможность методики
микрофокусной рентгенографии
4. Разработка портативных технических средств для
рентгенодиагностики в неспециализированных условиях
4.1. Цифровой рентгенодиагностический комплекс для
стоматологии и челюстно-лицевой хирургии
4.2. Цифровой рентгенодиагностический комплекс для
травматологии
Заключение
Основные результаты работ
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Отечественная клиническая практика последних лет поставила задачу разработки нового класса диагностических средств - портативных рентгеновских аппаратов. Необходимость проведения таких работ обусловлена как потребностью в рентгенодиагностических исследованиях, проводимых вне рентгеновского кабинета (например, службой «скорой помощи» непосредственно на месте происшествия), так и широким внедрением новых методик лечения, примером которых может служить операция хирургической имплантации, проводимая под рентгеновским контролем в стоматологическом кресле.
Эксплуатация в неспециализированных условиях помимо традиционных требований - малых габаритов и веса, низкой потребляемой мощности и других - выдвигает дополнительные требования к аппаратуре. В частности, поскольку оператор при проведении исследования держит аппарат в руках, чрезвычайно важно обеспечить минимальную радиационную нагрузку на персонал.
Опыт развития медицинской рентгенодиагностической аппаратуры, описанный в трудах ведущих отечественных ученых и специалистов
H.H. Блинова (ст.), H.H. Блинова (мл.), Ю.А. Быстрова, Э.И. Вайнберга, Ю.В. Варшавского, Л.В. Владимирова, В.Я. Голикова, М.И. Зеликмана,
С.А. Иванова, С.И. Иванова, В.Н. Ингала, Ю.К. Иоффе, Б.М. Кантера,
В.В. Клюева, Э.Б. Козловского, Б.И. Леонова, А.И. Мазурова, Р.В. Ставицкого, А.Н. Черния, Г.А. Щукина, В.Л. Ярославского - показывает, что наиболее эффективным путем дальнейшего развития является не модернизация хорошо известных методик диагностики, а разработка новых, включая оригинальную аппаратуру для их реализации. Наиболее перспективной методикой, позволяющей реализовать на практике преимущества портативной аппаратуры при съемке в неспециализированных условиях, является микрофокусной рентгенодиагностика.

Большой вклад в клинические исследования в этой области внесли известные российские специалисты P.M. Акиев, А.Ю. Васильев, В.Н. Балин, Т.А. Гордеева, А.Л. Дударев, H.A. Карлова, А.К. Карпенко, А.П. Медведев, Г.В. Петкевич, H.A. Рабухина, А.Б. Ушаков, результаты исследований которых показывают, что возможности микрофокусной рентгенодиагностики позволяют существенно повысить диагностическую ценность снимков с одновременной минимизацией доз облучения.
Таким образом, проведение широкого круга физических, технологических, а также медицинских исследований с целью создания нового класса диагностической аппаратуры - портативных рентгеновских аппаратов, является актуальной научной проблемой.
Объект исследования - портативные рентгенодиагностические аппараты на основе микрофокусных источников излучения.
Предмет исследования - эффекты и явления, возникающие при реализации методики микрофокусной рентгенографии на портативной рентгенодиагностической аппаратуре.
Цель диссертационной работы — исследование методов рентгенодиагностики в неспециализированных условиях и разработка комплексных требований к портативной рентгенодиагностической аппаратуре.
Для достижения поставленной цели были решены следующие теоретические и практические задачи:
проведен анализ особенностей получения медицинских рентгеновских изображений способами стандартной и микрофокусной рентгенографии;
- определены и обоснованы режимы выполнения рентгеновских снимков в неспециализированных условиях;

Рис. 1.17. Спектры пространственных частот изображения некоторых внутренних органов (стандартная рентгенография).
1- КЧХ узла формирования рентгеновского изображения (УФРИ) при фокусном пятне 1 мм; 2 - при фокусном пятне 0,1 мм; 3 - складки желудка; 4 - тонкая кишка;
кость ноги; 6 - желчные пути.
Для оценки величины искажения спектра пространственных частот изображения фокусного пятна в зависимости от его размера фокусного пятна необходимо сравнить контрастно-частотные характеристики двух аппаратов с различными размерами фокусного пятна, а прочие параметры аппарата, имеющие отношение к квантовой эффективности - считать одинаковыми. Учитывая, что контрастно-частотные характеристики узлов аппарата перемножаются, на основании следующего выражения вычислим отношение С( V) для двух аппаратов с размерами фокусного пятна с1 и
а;, (у)
С(у)
(1.16)
Отношение контрастно-частотных характеристик для двух аппаратов с размерами фокусного пятна с1=1 мм и <і2 = 0,1 мм имеет вид