устройство для определения высоты рентгенографии

Формула изобретения

Устройство для определения высоты рентгенографии, содержащее корпус в форме усеченного конуса из материала с высоким атомным номером, на основании которого нанесены четыре координатных метки, а внутри находится коллиматор щелевого типа с входным и выходным окнами, последнее из которых имеет форму окружности

₀ = const,

отличающееся тем, что входное окно коллиматора выполнено в виде спирали, характеризуемой уравнением



где а и соответственно шаг и угол развертки спирали, причем центры спирали и окружности маркированы сквозными отверстиями и находятся на одной вертикальной оси, проходящей через точку пересечения прямых, проведенных через вершины противоположных координатных меток, а



где h - толщина коллиматора;

Н - высота рентгенографии,

кроме того, угол наклона стенок входного окна коллиматора в текущей точке спирали



а на основании корпуса вокруг выходного окна коллиматора проходит рентгеноконтрастная шкала высоты рентгенографии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области медицинской рентгенотехники, точнее к приборам для строгого определения высоты рентгенографии (расстояния между фокусом рентгеновской трубки и декой предметного стола).

Известно устройство для определения высоты рентгенографии, содержащее измерительную шкалу, щелевой коллиматор, сцинтилляционный детектор, электрически соединенный с усилителем и измерительным прибором, вертикальный лимб, снабженный оцифрованной шкалой со световодом, и механизм дистанционного управления в виде тросика в защитном шланге, соединенного с системой микрометрической передачи при помощи винтовой пары [1].

Известно также устройство для определения высоты рентгенографии, содержащее щелевой коллиматор, на выходе которого установлены две идентичные прямоугольные призмы с гипотенузной отражающей гранью, разделенные люминофором, причем призмы оптически сопряжены с входом сцинтилляционного детектора, установленного в рентгенозащитном корпусе, закрепленного на подставке теодолитного типа, снабженной дистанционным управлением [2].

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения высоты рентгенографии, содержащее корпус в форме усеченного конуса из материала с высоким атомным номером, на основании которого нанесены четыре координатных метки, а внутри корпуса находится коллиматор щелевого типа с входным и выходным окнами, причем выходное окно коллиматора оптически сопряжено с входом сцинтилляционного детектора [3].

Известное устройство, выбранное в качестве прототипа, предназначено для юстировки рентгенографического аппарата по высоте съемки и рассчитано строго на определенную высоту рентгенографии, задаваемую щелевым коллиматором. Поэтому данное устройство не может быть использовано для определения высоты рентгенографии, когда рентгеновская трубка находится на произвольном удалении от деки предметного стола рентгенографического штатива.

Цель изобретения - обеспечение возможности определения высоты рентгенографии в рабочем диапазоне рентгенографического аппарата, например в диапазоне 80-120 см. Другими словами, целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей устройства для определения высоты рентгенографии.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения высоты рентгенографии, содержащем корпус в форме усеченного конуса из материала с высоким атомным номером, на основании которого нанесены четыре координатных метки, а внутри находится коллиматор щелевого типа с входным и выходным окнами, последнее из которых имеет форму окружности ₀ = const, входное окно коллиматора выполнено в виде спирали, характеризуемой уравнением



где а и - соответственно шаг и угол развертки спирали, причем центры спирали и окружности маркированы сквозными отверстиями и находятся на одной вертикальной оси, проходящей через точку пересечения прямых, проведенных через вершины противоположных координатных меток, а



где h - толщина коллиматора, а Н - высота рентгенографии; кроме того, угол наклона стенок входного окна коллиматора в текущей точке спирали



а на основании корпуса вокруг выходного окна коллиматора проходит рентгеноконтрастная шкала высоты рентгенографии.

На приведенных чертежах поясняется конструкция предложенного устройства для определения высоты рентгенографии. Фиг.1 - вид устройства сбоку в разрезе. Фиг. 2 - вид устройства в разрезе А-А фиг.1. Фиг.3 - вид устройства в разрезе В-В фиг.1.

Устройство для определения высоты рентгенографии имеет корпус 1 в форме усеченного конуса из металла, сильно задерживающего рентгеновские лучи, например латуни. Внутри корпуса 1 закреплен коллиматор с входным и выходным окнами. Входное окно 2 коллиматора имеет форму спирали. Она выполнена в диске 3, изготовленном из металла с высоким атомным номером, например вольфрама. Диск 3 плотно закреплен в отверстии 4 корпуса 1. Полярное уравнение спирали входного окна 2 имеет следующий вид:



где а - шаг спирали, а - угол ее развертки (фиг.2,б). Полюс спирали находится в О. Толщина диска 3 равна приблизительно 10 мм. Стенки входного окна 2 коллиматора имеют переменный наклон, определяемый уравнением



где h - толщина коллиматора, а Н - высота рентгенографии (расстояние от действительного фокуса рентгеновской трубки до плоскости предметного стола вдоль главного луча). Этот элемент введен для повышения точности засечки положения действительного фокуса рентгеновской трубки. Ширина входного окна 2 коллиматора ~11,5 мм. В центре диска 3, с которым совпадает полюс О спирали входного окна 2, выполнено сквозное отверстие 5 диаметром ~2 мм. Входное окно 2 закрыто крышкой 6 из рентгенопрозрачного материала, например оргстекла. Крышка 6 защищает внутреннюю часть корпуса 1 от попадания пыли и влаги. Выходное окно 7 коллиматора имеет форму окружности

₀ = const.

Оно выполнено в диске 8, закрепленном посредством клеевого соединения на жесткой основе 9. Диск 8 изготовлен из того же материала, что и верхний диск 3, а основа 9 - из рентгенопрозрачного материала, например оргстекла. Толщина нижнего диска не более 1 мм. Основа 9 с диском 8 плотно закреплена в нижнем отверстии 10 корпуса 1. В центре диска 8 выполнено отверстие 11 диаметром ~ 2 мм. Его центр совпадает с центром о окружности выходного окна 7 коллиматора. Полюс спирали 2 и центр окружности 7 находятся на одной вертикальной оси, а



Ширина выходного окна 7 коллиматора ~11,5 мм. От ширины входного и выходного окон коллиматора зависит точность определения высоты рентгенографии. С уменьшением ширины щели коллиматора точность устройства должна возрасти. Однако делать щелевой канал менее 1 мм не имеет смысла. В оптимальном варианте ширина входного и выходного окон коллиматора должна быть близка к величине оптического фокуса рентгеновской трубки. Основание устройства имеет форму кольца 12. Оно соединено с корпусом 1 посредством перемычек 13. С внешней стороны кольца 12 имеются четыре координатных метки 14, имеющие форму остроконечных выступов. Они расположены так, что прямые, проведенные через вершины противоположных меток, образуют между собой прямой угол, а точка пересечения этих прямых совпадает с центром отверстия 11. Между кольцом 12 и корпусом 1 проходит паз 15, в основании которого находится шкала 16 высоты рентгенографии. Она имеет рентгеноконтрастные (свинцовые) штрихи 17 и рентгенопрозрачную основу 18. Основа изготовлена в форме кольца из оргстекла. Шкала 16 покоится на перемычках 13. Штрихи 17 расположены между перемычками 13. Кратные штрихи маркированы рентгеноконтрастными (свинцовыми) цифрами. Устройство, приведенное нами в описании изобретения, расчитано на работу в диапазоне высот рентгенографии 80-120 см. Поэтому с этими цифрами связаны начало и конец спирали 2 (см. фиг.2). Начало и конец спирали входного окна 2 коллиматора расположены на прямой, проведенной из полюса О спирали к штриху 80-120 шкалы 16.

Предложенное устройство предназначено главным образом для рентгенофотограмметрических исследований. Оно применяется после завершения операции центрирования рентгеновской трубки, которая выполняется с помощью специального центрагора [4, с. 109]. В результате центрирования главный луч рентгеновской трубки будет проходить через начало координат рентгенографического штатива OXYZ. Оси Х, Y отмечены на деке предметного рентгеновского стола прямоугольным перекрестием.

Устройство для определения высоты рентгенографии устанавливается на деке 18 предметного рентгеновского стола таким образом, чтобы вершины координатных меток 14 находились на координатных осях X,Y (фиг.4). В таком положении главный луч Fo рентгеновской трубки 19 (луч рентгеновского пучка, идущий от действительного фокуса F рентгеновской трубки перпендикулярно к плоскости деки предметного стола) будет совмещен с оптической осью прибора, которая проходит через центры отверстий 5 и 11. Под рентгенопрозрачной декой 18 предметного рентгеновского стола находится кассетодержатель 20 с рентгеновской кассетой 21, заряженной рентгеновской пленкой 22.

При включении рентгеновской трубки 19 рентгеновские лучи будут проходить через шкалу высот 16, осевые отверстия 5,11 и целевые отверстия коллиматора (на фиг. 4 - это С и С_о). Все остальные лучи будут задерживаться стенками входного окна коллиматора. На рентгеновском снимке 23 изображаются рентгеноконтрастное основание 24 прибора, шкала высот 25, центральное отверстие 26 и целевая метка 27 (фиг.5). Высота рентгенографии определяется по изображению шкалы 25. Отсчет снимается в точке пересечения шкалы 25 с прямой, проведенной из центра изображения 26 через целевую метку 27. На фиг.5 этот отсчет равен 110см. При изменении высоты рентгенографии (позиция H_l на фиг. 4) целевая метка займет положение 28 и отсчет будет равен 90 см.

Литературные ссылки

[1] Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 381344 от 30.06.1971, кл. А 61 В 6/00.

[2] Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 1009425 от 20.11.1981, кл. А 61 В 6/00.

[3] Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР 397201 от 29.12.1971, кл. А 61 В 6/00.

[4] Черний А.Н. Рентгенотопография. - М.: Недра, 1981. -161 с.