Теоретическое обоснование, исследование и разработка методов и средств минимизации лучевой нагрузки в современных рентгенодиагностических аппаратах

• Автор: Блинов, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.10
• Научная степень: Докторская
• Место защиты: Б.м.
• Количество страниц: 289 с. : ил.

Глава I. Анализ особенностей современных аппаратов для визуализации

цифровых рентгеновских изображений с позиций минимизации дозы облучения при исследовании

1.1. Мировые тенденции развития рентгенодиагностической аппаратуры

1.2. Анализ состояния отечественного парка рентгенодиагностической 16 аппаратуры и постановка задачи работы
1.3. Классификация аппаратов для формирования цифровых медицинских 19 рентгеновских изображений

Выводы к главе 1

Глава 2. Анализ зависимостей эффективной дозы от параметров исследований

2.1. Понятие об эффективной эквивалентной дозе

2.2. Исследование возможностей определения ЭД в процессе рентгенодиагностического исследования

2.3. Зависимость ЭД от параметров исследования

2.4. Разработка аналитических моделей определения ЭД

Выводы к главе 2
Глава 3. Экспериментальное измерение ЭД на тканеэквивазентных фантомах
3.1 Измерение рассеянного излучения при стандартной рентгенографии
3.2 Измерение рассеянного излучения при сканирующей флюорографии
3.3. Экспериментальное исследование эффективных доз при линейной томографии
Выводы к главе 3
Глава 4. Исследование влияния параметров цифровых РДА на ЭД
4.1. Характеристики цифровых рентгеновских изображений
4.1.1. Энергетические характеристики изображений
4.1.2. Пространственные характеристики изображений
4.1.3. Градационные характеристики изображения
4.2. Доза облучения пациента в цифровых системах для рентгенографии
4.3. Исследование дозовых нагрузок при сканирующей рентгенографии
4.4. Рекомендации по определению квантовой эффективности 0<ЗЕ
4.5. Методы снижения дозы облучения с помощью оптимизации средств 107 радиационной защиты
4.6. Методы снижения лучевой нагрузки формированием пространственного 114 распределения излучения
4.7. Снижение дозы облучения при просвечивании
4.7.1. Метод непрерывного вращения детекторов линейки
4.7.2. Метод объемной фильтрации и изменения размеров 121 пикселей
Выводы к главе 4
Глава 5. Разработка таблиц доя определения эффективных доз облучения 127 пациентов при рентгенографии на среднечастотном рентгеновском аппарате
5.1. Актуальность определения ЭД
5.2. Оценка удельных эффективных доз облучения при рентгенографии на 128 среднечастотных аппаратах по фантомным измерениям
5.3. Определение коэффициента Ке для оценки ЭД по радиационному выходу 157 излучателя
5.4. Оценка ЭД по показаниям прибора для измерения произведения дозы на 179 площадь
5.5. Комментарии к таблицам удельных эффективных доз
5.5.1. Входная доза
5.5.2. Эффективная доза (ЭД)
5.5.3. Исследуемый орган
5.5.4. Фокусное расстояние
5.5.5. Удельный радиационный выход
5.5.6. Анодное напряжение
5.5.7. Размеры рабочего пучка
5.5.8. Фильтрация излучения
5.5.9. Возраст пациента
5.6. Таблицы экспозиций и эффективные дозы облучения пациентов в дентальной рентгенологии
5.7. Выбор физико-технических условий маммографического исследования
Выводы к главе 5
Глава 6. Разработка систем контроля ЭД при рентгенодиагностическом исследовании
6.1. Выбор системы контроля ЭД
6.2.Выбор физико-технических условий рентгенографии на отечественных 217 рентгенодиагностических комплексах
6.3. Выбор условий работы с рентгеноэкспонометром
6.4. Выбор режимов при цифровой рентгенографии
6.5. Разработка системы регистрации ЭД в рентгенодиагностической 235 аппарататуре
Выводы к главе 6
Глава 7. Разработка РДА нового поколения. Внедрение результатов исследования
7.1 .Минимизациия дозы облучения при рентгеновском просвечивании
7.2. Разработка РДА общего назначения «Медикс-Р» и «Телемедикс-Р»
7.3. Малодозовый цифровой флюорограф АПЦФ-01 «Амико»
7.4. Сканирующий малодозовый цифровой флюорограф ФМЦС«Проскан»
7.5. Оптимизация физико-технических условий цифровых рентгенографических систем
7.6. Разработка рентгенохирургического аппарата типа «С-дуга»
7.7 Цифровой стоматологический визиограф «Денталикс»
Выводы к главе 7
Заключение
Список литературы
Приложение

Актуальность работы.
Рентгенодиагностическая аппаратура в XXI веке, как и прежде, остается доминирующей в лучевой диагностике заболеваний человеческого организма. Несмотря на бурное развитие новых методов лучевой диагностики, таких как ультразвуковые, магнитно-резонансные, эндоскопические, радиоизотопные, до сих пор большая часть диагнозов, устанавливается или подтверждается с помощью рентгеновских исследований. Каждый год в мире увеличивается количество рентгенодиагностических исследований, одновременно возрастает их сложность и дозовая нагрузка. При этом более 70 % надфоновой генетически значимой дозы облучения человечества приходится на рентгенодиагностические исследования.
Основной задачей развития современной медицинской рентгенотехники остается проблема максимально возможного снижения дозы облучения при сохранении, а по возможности и при увеличении диагностически существенной информации. Обязательная регистрация дозы облучения пациентов при регтгенодиагностических исследованиях нормирована Законом о радиационной безопасности населения РФ.
К моменту начала настоящей работы в области рентгенодиагностической техники все традиционные методы снижения лучевой нагрузки были практически исчерпаны: во всех методах диагностики был почти достигнут принципиальный физический предел снижения дозы, определяемый квантовыми флуктуациями рентгеновского излучения.
Новый подход, заключающийся в переходе от аналоговых к дискретным компьютерным средствам формирования рентгеновских изображений, позволил в ряде случаев преодолеть достигнутый минимальный уровень дозовой нагрузки на пациента при существенном повышении диагностических возможностей. К настоящему времени цифровые методы преобразования рентгеновских изображений победили пленочные регистраторы практически во всех методах рентгенодиагностики.
В восьмидесятых годах в нашей стране были сделаны попытки построить первые цифровые рентгенодиагностические системы [3-8], которые, однако, не выходили за рамки компьютерных автоматизированных рабочих мест, обеспечивающих апостериорную цифровую обработку или запоминание рентгеновских изображений, полученных в аналоговой форме на обычных рентгеновских аппаратах.
3. При пользовании данными о радиационном выходе, измеряемом раз в год, не учитывается, что в процессе эксплуатации рентгеновской трубки допускается 30 % изменения радиационного выхода (ГОСТ 26140-83), кроме того, существенная погрешность (по нашим данным до 50 %) вносится за счет неточного диафрагмирования, а предлагаемое в МУК усреднение по напряжению не более чем в 20 % может оказаться значительно больше, поскольку приведенные в МУК значения анодного напряжения для исследования каждого органа составляют не более 30 % от возможного диапазона напряжений. Здесь также отсутствует учет изменения фокусного расстояния.
4. Кроме того в МУК приведен весьма ограниченный перечень методик и исследуемых органов в узком диапазоне анодных напряжений (см. табл. 2-7, 2-8), что существенно ограничивает области их использования. Не выглядят также достаточно обоснованными изменения Ка и Ке от возраста пациента.
Таким образом, разработанные указания, предлагая реальные методики для оценки эффективной дозы, требуют многочисленных трудоемких процедур, приводят к значительным погрешностям, пригодны для РДА старых моделей.
Для новых микропроцессорных среднечастотных аппаратов требуется дальнейшая конкретизация и совершенствование, чему и посвящена наша дальнейшая работа.
Как следует из анализа, проведенного выше, эффективная доза является расчетной величиной и зависит как от многочисленных параметров исследования, так и от объекта исследования, его размеров, возраста, плотности и т.п.
Количество и качество исследуемого излучения определяется параметрами рентгеновского питающего устройства: Уа, кВ, 1а, мА, с. С пульта УРП задается обычно введение отсеивающего растра и выбор чувствительности экспонометра, соответствующей чувствительности приемника изображения ПИ.
В формировании размеров (в, см2) рабочего пучка принимает участие диафрагма, а в формировании энергетического состава фильтр.