флюорографическая камера

Формула изобретения

Флюорографическая камера, содержащая светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экран плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора; внутри корпуса установлен светосильный объектив и фоторегистратор, отличающаяся тем, что в нее дополнительно введена волоконно-оптическая плоскопараллельная пластина из тяжелого флинта, основание которой плотно примыкает к люминофору, оптически сопряженная с объективом, при этом оптические волокна проходят под углом =arctg f/r к плоскости люминофора, где f - расстояние от осевой точки в плоскости полевой диафрагмы объектива до люминофора по направлению центрального луча, а r - расстояние от точки пересечения центрального луча объектива плоскости люминофора до оптического входа волоконного канала.

Описание изобретения к патенту

Предлагаемое изобретение относится к области медицинской техники, точнее к рентгеновским флюорографическим аппаратам, используемым для скрининг-диагностики заболеваний органов грудной полости.

Известна флюорографическая камера КФ-70Т, разработанная Загорским оптико-механическим заводом (Чикирдин Э.Г. Рентгеновские флюорографические аппараты. - М.: Медицина, 1970. - С.7) [1].

Флюорографическая камера КФ-7СТ содержит светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экраном плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора; внутри корпуса установлен светосильный объектив и фоторегистратор. Фоторегистратор содержит лентопротяжный механизм и схему автоматического управления им, соединенный с фотоэкспонометром. Флюорография производится на рулонную пленку шириной 70 мм.

Основным недостатком пленочных камер [1] является недопустимо большая лучевая нагрузка на пациента. В настоящее время пленочные флюорографы сняты с производства.

Известна флюорографическая камера, в которой в качестве фотодетектора используется запоминающий экран, нанесенный на поверхность барабана. После экспозиции считывание скрытого изображения производится с помощью инфракрасного лазера (Авторское свидетельство № 1018623, от 13.10.82, А61В 6/00) [2].

Применение фотодетектора с запоминающим экраном [2] позволяет на порядок снизить лучевую нагрузку на пациента. Однако данная технология получения флюорографического снимка чрезвычайно дорога. В нашей стране фотодетекторы с запоминающим экраном не выпускаются и в практике фтизиопульмонологии не применяются.

Известна также флюорографическая камера, содержащая светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает флюоресцирующий экран плоской формы. Внутри корпуса находится фоторегистратор. Оптическая связь между флюоресцирующим экраном и фоторегистратором осуществляется с помощью волоконно-оптического фокона, оптический вход которого плотно примыкает к поверхности люминофора флюоресцирующего экрана (Авторское свидетельство на изобретение № 633173 от 28.04.77 г., МПК А61В 6/00) [3].

Для рентгенофлюорографического обследования легких взрослого человека диаметр оптического входа фокона в аналоге [3] должен быть не менее 57 см. Оптическая промышленность не смогла освоить выпуск таких фоконов. Кроме того, такие фоконы имеют огромную массу, что затрудняет их практическое использование. По этим причинам изобретение [3] не нашло клинического применения.

Известна также флюорографическая камера, содержащая светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экран плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора. Внутри корпуса установлен светосильный объектив и фоторегистратор с ПЗС-матрицей, которая связана с платой считывания и обработки сигнала (Рентгеновские диагностические аппараты под редакцией Н.Н.Блинова и Б.И.Леонова. - М.: ВНИИМТ, 2001, с.198) [4]. Флюорографические камеры типа [4] принято называть цифровыми. Она наиболее близка конструктивно к заявляемому объекту, поэтому и была выбрана нами в качестве прототипа.

При фотосъемке с флуоресцентного экрана только 1% светового потока попадает в объектив фотокамеры и участвует в формировании изображения. Это объясняется широкой диаграммой направленности излучения люминофора под действием рентгеновского излучения (В.В.Дмоховский, Э.Г.Чикирдин. Физико-технические основы флюорографии/ Основы флюорографии. - Л.: Медицина, 1965. - С.11). Это обстоятельство является большим недостатком всех типов флюорографов, в конструкции которых используются флюоресцирующие экраны, так как вынуждает увеличивать время экспозиции, что приводит и излишнему облучению пациента.

Целью изобретения является снижение лучевой нагрузки на пациента. Данная цель достигается искусственным сужением диаграммы направленности излучения флюоресцирующего экрана с помощью волоконно-оптической технологии. Для этого во флюорографической камере, содержащей светонепроницаемый корпус, защищенный свинцом, с входным окном, закрытым пластиной из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, к которой примыкает экраном плоской формы, состоящий из подложки, связующего слоя и люминофора, внутри которого установлен светосильный объектив и фоторегистратор, дополнительно введена оптоволоконная плоскопараллельная пластина из тяжелого флинта, основание которой плотно примыкает к люминофору, оптически сопряженная с объективом, при этом оптические волокна проходят под углом =arctg f/r к плоскости люминофора, где f - расстояние от осевой точки в плоскости полевой диафрагмы объектива до люминофора по направлению центрального луча, а r - расстояние от точки пересечения центрального луча объектива плоскости люминофора до оптического входа волоконного канала.

Проведенные исследования по патентным и научно-техническим информационным источникам показали, что конструкция предлагаемой флюорографической камеры неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, т.е. соответствует критериям «новизна» и «изобретательский уровень».

Далее предлагаемое изобретение поясняется чертежами и пояснением к ним. На фиг.1 показана конструкция флюорографической камеры, а на фиг.2 - геометрия волоконно-оптической пластины.

Флюорографическая камера содержит светонепроницаемый корпус 1, защищенный свинцом, с входным окном 2, закрытым пластиной 3 из рентгенопрозрачного и светонепроницаемого материала, например углепластика, к которой примыкает флюоресцирующий экран 4. Экран имеет плоскую форму и состоит из подложки 5, связующего слоя 6 и люминофора 7. В качестве подложки используется тонкий, плотный высококачественный картон. Толщина подложки около 0,2 мм. Непосредственно на картон нанесен тонкий связующий слой 6 из органического стекла, за которым следует люминофор 7. Наиболее перспективными считаются экраны на базе эпитаксиальной структуры люминофора CsI-Na, которые сочетают высокий энергетический выход люминесценции с более эффективным поглощением.

Внутри корпуса установлен светосильный объектив 8 и фоторегистратор с ПЗС-матрицей 9, которая связана с платой считывания и обработки сигнала 10.

К поверхности люминофора 7 плотно примыкает оптоволоконная плоскопараллельная пластина 11, представляющая собой матрицу оптических волокон (световых каналов) 12, направленных на осевую точку S в плоскости полевой диафрагмы объектива 8. При этом оптические волокна 12 проходят под углом

к плоскости люминофора 7, где f - расстояние от осевой точки S в плоскости полевой диафрагмы объектива 8 до люминофора 7 по направлению центрального луча, а r - расстояние от точки о пересечения центрального луча объектива 8 плоскости люминофора 7 до оптического входа соответствующего светового канала 12.

В соответствии с формулой (1) оптические волокна 12 на краю пластины 11 имеют больший наклон, чем оптические волокна центральной области пластины ( ₂> ₁).

Такая ориентация оптических волокон позволяет направить большую часть светового потока в объектив 8 фоторегистратора, в результате чего уменьшается время экспозиции и лучевая нагрузка на пациента, как минимум в два раза.

Световые кванты, пройдя через объектив 8, попадают в ПЗС-матрицу 9, где преобразуются в электрический сигнал, который поступает на плату считывания и обработки сигнала 10 и далее в ЭВМ флюорографа (не показана).

Предложенная конструкция флюорографической камеры может найти широкое применение в пульмонологии и фтизиатрии, особенно при обследовании детей, так как обеспечивает значительное снижение лучевой нагрузки на пациента.