Исследование и разработка рентгеновской трубки для цифровых маммографических аппаратов

• Автор: Столяров, Иван Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 170 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ И ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ ТРЕБОВАНИЙ К ЕЁ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМ ХАРАКТЕРИСТИКАМ
1.1. Анализа технических решений и методов, используемых при конструировании
рентгеновских диагностических трубок и их основных элементов. Определение состава базовой конструкции рентгеновской маммографической трубки
1.2. Требования к функциональным характеристикам базовой конструкции рентгеновской маммографической трубки
Выводы
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КАТОДА РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ
2.1 Исследование и разработка методов увеличения анодного тока
2.2 Расчет элементов катодного узла
2.3 Экспериментальное исследование электрооптических и эмиссионных характеристик разработанного катода
Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ УЗЛА ВРАЩЕНИЯ РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ
3.1 Исследование и выбор метода диагностики и контроля параметров узла вращения
анода
3.2 Расчет элементов конструкции узла вращения рентгеновской маммографической
трубки
3.3 Исследование и разработка мер по снижению температуры подшипников рентгеновской маммографической трубки
Выводы
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА АНОДНОГО ДИСКА РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ
4.1 Расчет тепловых процессов в аноде рентгеновской маммографической трубки
4.2 Расчет тепловых процессов в аноде рентгеновской маммографической трубки при
длительных экспозициях
4.3 Расчет термостойкости вольфрамового слоя
4.4 Разработка технологии изготовления композиционного анода

4.5 Исследование сварного соединения
4.6 Исследование геттерных свойств разработанного анода для рентгеновской маммографической трубки
4.7 Исследование влияния микрорельефа фокусной дорожки мишени на радиационный выход рентгеновской трубки
Выводы
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ МЕТАЛЛОСТЕКЛЯННОЙ ОБОЛОЧКИ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТРУБКИ ДЛЯ МАММОГРАФИИ
5.1 Исследование и разработка металлостеклянного корпуса в качестве оболочки
рентгеновской маммографической трубки
5.2 Исследование и разработка конструкции выходного окна
5.3 Исследование и разработка влияния способов холодного отпая штенгеля рентгеновской маммографической трубки на остаточное давление
Выводы
ГЛАВА 6. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАЗРАБОТАННОЙ РЕНТГЕНОВСКОЙ МАММОГРАФИЧЕСКОЙ ТРУБКИ В СОСТАВЕ ЦИФРОВОГО МАММОГРАФИЧЕСКОГО АППАРАТА 13
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г
ПриложениеД

ВВЕДЕНИЕ
Охрана здоровья женщин является одним из важнейших аспектов жизни современного общества. Среди заболеваний женского населения, связанных со злокачественными опухолями, рак молочной железы (РМЖ) занимает лидирующее положение. Ежегодно в РФ выявляется около 50 тыс. новых случаев РМЖ. Рост выявляемое и смертности от РМЖ требуют совершенствования маммологической службы страны и решения задачи раннего распознавания заболевания.
Наиболее эффективным методом ранней диагностики РМЖ является маммографическое скрининговое обследование. Выявление РМЖ на ранних стадиях позволяет увеличить продолжительность жизни больных, снизить инвалидизацию, существенно сократить затраты на лечение и реабилитацию пациенток. Поэтому проведение маммографического скрининга среди женщин имеет высокую социальную значимость.
Основными требованиями при проведении скрининговых обследований являются минимизация дозовой нагрузки на пациента и обеспечение высокого качества получаемых снимков. Это связано с чувствительностью молочной железы к воздействию ионизирующего излучения и необходимостью выявления микрокальцинатов, являющихся рентгенологическими признаками заболевания. Цифровая рентгеновская маммография в наибольшей мере удовлетворяет требованиям маммографического скрининга. Одним из распространенных методов цифровой рентгеновской маммографии является линейное сканирование на цифровой детектор.
Рентгеновские маммографические аппараты (РМА) сканирующего типа, выпускаемые на территории РФ, полностью комплектуются рентгеновскими излучателями зарубежного производства. Поэтому в дальнейшем замена рентгеновских маммографических трубок (РМТ) связана с их закупкой у зарубежных производителей. Отсутствие производства отечественных РМТ приводит к значительному уменьшению технических возможностей разработчиков при конструировании новых РМА и определяет зависимость от зарубежных поставок. В 2011 году правительством РФ была принята федеральная целевая программа «Развитие фармацевтической и медицинской промышленности Российской Федерации на период до 2020 года и дальнейшую перспективу», приоритетной задачей которой является импортозамещение.
Создание отечественной РМТ для РМА сканирующего типа связано с решением ряда научно-технических задач. Кроме традиционных требований, предъявляемых к рентгеновским трубкам, особенности работы сканирующего РМА и специфика объекта исследования определяют дополнительные требования к конструкции РМТ и её функциональным характеристикам.

Решение проблемы деформации рабочей поверхности эмиттера и обеспечения стабильности элекгрооптических характеристик также достигается в конструкциях подогревных плоских эмиттеров.
Рисунок 11 - Технические решения, предложенные в патенте [59] по конструкции а - плоского эмиттера, 6 -механическому креплению замкового типа для плоского эмиттера.
В работе [61] предлагается плоский подогревной эмиттер торцового типа. Нагрев эмитирующей поверхности происходит с тыльной стороны эмиссией электронов с дополнительного спирального эмиттера. Для ограничения нагрева нерабочих поверхностей торцевого эмиттера, данные поверхности изнутри покрываются керамическим изолятором. Равномерность распределения температуры осуществляется конструктивно. Профилирование тыльной стороны эмиттирующей поверхности обеспечивает её равное удаление от поверхности спирального эмиттера.
Для поддержания равномерного нагрева рабочей поверхности эмиттера, авторами предлагается уменьшить площадь теплопроводящих стенок, по которым идет отток тепла. С этой целью в них прорезаются отверстия при условии сохранения жесткости конструкции эмиттера. Также предлагается использовать одну установочную ножку.
Для предотвращения возможных смещений эмиттера, вызванного его тепловым расширением или вибрациями рентгеновской трубки, конструкцией предусматривается его фиксация в продольном направлении. Дополнительная жесткость обеспечивается вдоль